3 kV RMS信号与电源隔离RS - 485收发器ADM2561E/ADM2563E/ADM2565E/ADM2567E深度解析

在工业通信领域，RS - 485接口凭借其出色的抗干扰能力和长距离传输特性，成为了众多工程师的首选。而今天要给大家介绍的ADM2561E、ADM2563E、ADM2565E和ADM2567E这几款3 kV rms信号与电源隔离RS - 485收发器，更是为RS - 485通信带来了新的活力。

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产品特性亮点

隔离与低辐射特性

这几款收发器具备3 kV rms的隔离能力，能有效隔离信号和电源，避免不同电路之间的干扰。同时，它们集成了低辐射的隔离式dc - to - dc转换器，在2层PCB上就能轻松通过EN 55032 Class B辐射发射测试，这对于对电磁兼容性要求较高的应用场景来说，无疑是一大优势。

ESD保护能力

在RS - 485的A、B、Y和Z引脚，这些收发器提供了强大的ESD保护。接触放电≥±12 kV IEC61000 - 4 - 2，空气放电≥±15 kV IEC61000 - 4 - 2，能有效抵御静电干扰，提高设备在复杂环境下的稳定性。

灵活的数据速率

不同型号的产品提供了不同的数据速率选择。ADM2565E/ADM2567E支持高达25 Mbps的高速数据传输，适用于对数据传输速度要求较高的场景；而ADM2561E/ADM2563E则提供500 kbps的低速数据速率，可用于需要控制EMI的应用。

电源灵活性

输入VCC电源范围为3 V至5.5 V，逻辑Vio电源范围为1.7 V至5.5 V，还可以通过V SEL引脚选择5 V（ (V_{cc}>4.5 ~V) ）或3.3 V的Viso电源，这种灵活的电源配置能满足不同系统的供电需求。

其他特性

• 电缆反转智能功能：能够自动纠正A、B、Y和Z总线引脚的电缆连接错误，同时保持接收器的故障安全特性。
• 高共模瞬态抗扰度：达到250 kV/µs，能有效抵抗共模干扰，确保数据传输的准确性。
• 支持多节点：可支持192个总线节点，满足大规模通信网络的需求。
• 热插拔支持：实现无干扰的上电和掉电操作，方便设备的维护和更换。

工作原理剖析

低EMI集成dc - to - dc转换器

该转换器采用芯片级共面线圈和绝缘材料构建，通过交流信号激励上层线圈，将功率磁耦合到隔离屏障的另一侧进行整流和调节。其输出电压可通过VSEL引脚选择3.3 V或5 V，既能满足低功耗应用的需求，也能为需要大差分输出电压的应用提供支持。在设计PCB时，按照布局建议添加两个低成本的表面贴装铁氧体磁珠，就能有效降低辐射EMI，满足CISPR32和EN 55032 Class B要求。

稳健的低功耗数字隔离器

采用共面变压器线圈和开关键控调制方案，在实现高数据吞吐量的同时，能有效减少辐射发射。这种架构使器件在全温度和电源范围内对共模瞬变具有超过250 kV/µs的抗扰能力，确保信号传输的稳定性。

高驱动差分输出电压

收发器采用了具有低驱动输出阻抗的专有发射机架构，提高了驱动差分输出电压。在长电缆传输中，这种架构能有效减少信号衰减，提高噪声容限，延长传输距离。当作为5 V收发器工作时，还能满足或超过PROFIBUS对最小2.1 V差分输出电压的要求。

电气特性详解

电源电流

不同型号和工作条件下，电源电流有所不同。例如，在V SEL = GND ISO 且DE = 0 V时，V CC 电源电流典型值为21 mA；在V CC ≥ 4.5 V、V SEL = V ISO 且DE = 0 V时，典型值为28 mA。V IO 逻辑电源电流在DE = 0 V时典型值为0.65 mA，DE = V IO 时典型值为5 mA。

驱动特性

驱动的差分输出电压在不同负载和电源条件下有不同表现。如在V CC ≥ 3.0 V、V SEL = GND ISO 且R L = 100 Ω时，差分输出电压典型值为2.0 V；在V CC ≥ 4.5 V、V SEL = V ISO 且R L = 54 Ω时，典型值为3.1 V。同时，驱动还具备短路保护和输出泄漏电流限制等特性。

接收特性

接收器的差分输入阈值电压在非反相和反相模式下有不同的取值范围。非反相时，阈值电压在−200 mV至−30 mV之间；反相时，在30 mV至200 mV之间。输入电流和引脚电容等参数也有相应的规范，以确保接收器的正常工作。

时序特性

不同型号的收发器在时序特性上有所差异。例如，ADM2565E/ADM2567E的最大数据速率可达25 Mbps，而ADM2561E/ADM2563E的最大数据速率为500 kbps。在传播延迟、输出偏斜、使能时间和禁用时间等方面，也有各自的参数范围。

应用场景与设计要点

应用场景

这些收发器广泛应用于加热、通风和空调（HVAC）网络、工业现场总线、楼宇自动化、公用事业网络和电表等领域。其高隔离、低辐射和强大的ESD保护能力，能满足这些领域对通信稳定性和可靠性的要求。

PCB布局与EMI

为了满足EN 55032 Class B辐射发射要求，需要使用两个外部表面贴装铁氧体磁珠。同时，要对VIsoour信号和 (GND _{iso }) 信号进行高频电流滤波，减小其网络尺寸。在高环境温度下使用时，要确保GND引脚与PCB接地平面之间有良好的热路径，以降低芯片温度。

设备上电

集成的isoPower隔离式dc - to - dc转换器需要10 ms才能上电到3.3 V或5 V的设定点。在上电期间，不建议断言DE驱动使能信号。当以3.3 V输出电压运行时，VCC电源轨在上电序列期间必须大于3.135 V。

最大数据速率与环境温度

在大电流负载或高频操作时，isoPower dc - to - dc转换器的自热效应会限制最大环境温度。在RS - 485总线满载且 (V_{ISO}=5 ~V) 的应用中，建议保持VCC输入电源大于4.75 V。否则，对于ADM2565E/ADM2567E，需将最大环境温度限制在85°C或最大工作数据速率限制在6 Mbps；对于ADM2561E/ADM2563E，需将最大环境温度限制在85°C。

总结

ADM2561E/ADM2563E/ADM2565E/ADM2567E这几款RS - 485收发器以其出色的隔离性能、低辐射特性、强大的ESD保护和灵活的电源配置，为工业通信应用提供了可靠的解决方案。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用场景和需求，合理选择型号，并注意PCB布局、设备上电和温度等因素，以充分发挥这些收发器的性能优势。你在使用RS - 485收发器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。