THVD24x2系列RS-485收发器：工业通信理想之选

在工业通信领域，可靠稳定的通信是系统正常运行的关键。德州仪器（TI）的THVD2412和THVD2442收发器，凭借其卓越的性能和特性，成为了众多工业应用的理想选择。下面我们就来详细了解一下这两款产品。

文件下载：thvd2442.pdf

产品特性亮点

电气标准与电源兼容性

THVD24x2完全符合或超出TIA/EIA - 485A和TIA/EIA - 422B标准要求，采用3V至5.5V的电源电压，具有很强的适应性。在5V电源下，其差分输出超过2.1V，与PROFIBUS兼容，能很好地满足不同工业场景的通信需求。

强大的总线保护能力

• 故障保护：具备±70V直流总线故障保护，能有效应对总线出现的过压情况，保障系统在恶劣环境下的稳定运行。
• ESD和EFT保护：提供了多种静电放电（ESD）和电气快速瞬变（EFT）保护。如±16kV HBM ESD、±8kV IEC 61000 - 4 - 2接触放电和气隙放电、±4kV IEC 61000 - 4 - 4快速瞬态突发保护，大大增强了产品的可靠性。

速度等级与宽温范围

提供两种速度等级的全双工器件，THVD2412为250kbps，THVD2442可达20Mbps，满足不同数据传输速率的要求。而且其工作环境温度范围为 - 40°C至125°C，能适应各种恶劣的工业环境。

低功耗与其他特性

• 低功耗：低待机电源电流小于10μA，运行期间电流小于5.6mA，有效降低了系统的能耗。
• 失效防护：具备开路、短路和空闲总线失效防护功能，以及热关断保护，确保在各种异常情况下系统仍能正常工作。
• 负载能力：采用1/8单位负载设计，在 - 7V至12V的共模范围内，多达256个总线节点可连接到总线上。
• 封装优势：采用小型3mm x 3mm VSON封装，节省了布板空间，有利于小型化设计。

引脚配置与功能

THVD24x2采用10引脚VSON封装，各引脚功能明确。驱动器使能引脚DE和接收器使能引脚RE可配置不同的工作模式。当DE为高电平时，驱动器工作；RE为低电平时，接收器工作。各引脚还集成了上拉或下拉电阻，方便设计和使用。

规格参数详解

绝对最大额定值

明确了电源电压、总线电压、输入电压等参数的最大范围，超出这些范围可能会对器件造成永久损坏，设计时需严格遵守。

ESD等级

给出了人体放电模型（HBM）、充电器件模型（CDM）以及IEC标准下的ESD等级，体现了产品在静电防护方面的性能。

建议运行条件

包括电源电压、输入电压、信令速率、工作环境温度等参数的建议范围，确保器件在这些条件下能正常、稳定地工作。

热性能信息

提供了结至环境、外壳、电路板等的热阻参数，有助于进行散热设计，保证器件在合适的温度下运行。

电气特性

详细列出了驱动器和接收器的各项电气参数，如差分输出电压幅度、共模输出电压、总线输入电流等，为电路设计和性能评估提供了重要依据。

开关特性

分别给出了THVD2412（250kbps）和THVD2442（20Mbps）的开关特性参数，包括上升/下降时间、传播延迟、脉冲延迟等，对于高速数据传输的设计至关重要。

典型应用与设计要点

典型应用场景

适用于电机驱动器、工厂自动化和控制、HVAC系统、楼宇自动化、电网基础设施、电表、过程分析、视频监控等众多工业领域。

设计要求

• 数据速率与总线长度：数据速率与电缆长度成反比，设计时需根据实际需求合理选择。在允许一定小信号抖动的情况下，可实现更长距离的数据传输。
• 桩线长度：桩线应尽可能短，其电气长度或往返延迟应小于驱动器上升时间的十分之一，以减少反射对信号的影响。
• 总线负载：由于THVD24x2为1/8 UL收发器，输入阻抗约为96kΩ，可在总线上连接多达256个接收器。
• 瞬态保护：产品具备片上IEC ESD保护，可提高设备的稳健性。对于持续时间较长的瞬变，如浪涌瞬变，可通过外部保护电路进行防护。

详细设计过程

在设计RS - 485总线系统时，可采用并行端接方式，在电缆末端使用端接电阻消除线路反射。对于半双工器件，可使用保护电路抵御浪涌瞬变，如SMAJ30CA TVS二极管。

电源与布局建议

• 电源：使用100nF陶瓷电容对VCC电源进行去耦，且电容应尽可能靠近器件电源引脚，以减少电源电压波纹。
• 布局：采用高频布局技术，将保护电路靠近总线连接器，使用VCC和接地平面提供低电感，合理放置去耦电容器和保护元件，使用上拉和下拉电阻限制使能线路中的噪声电流。

总结

THVD2412和THVD2442收发器以其丰富的特性、优异的性能和全面的保护功能，为工业通信系统的设计提供了可靠的解决方案。在实际应用中，工程师们需根据具体需求，合理选择器件和设计电路，充分发挥其优势，确保系统的稳定运行。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。