Gaoguang

我心中的ADI年度贺岁片——ADuM1201助我实现串口隔离通信应用

Gaoguang 在 2014-2-14 建立的討論區
最後回覆由Gaoguang於2014-2-25提供

在工业自动化控制应用中,串口通信非常重要,隔离串口通信更加重要。目前,常用的方案有三个:第一、串口芯片+外部串口隔离器;第二,专用串口隔离芯片+隔离电源,比如ADIADM3251;第三,串口芯片+数字隔离器+隔离电源。在实际应用中,前两个方案成本都比第三个方案成本要高一些,所以我在最新的工控板中采用了第三个串口隔离通信方案,串口芯片MAX232+数字隔离器(ADum1201+隔离电源(5V-5V)的方案,整个芯片成本在25元左右,采购方便。下面说一下该方案的关键部分--数字隔离器-ADuM1201.

ADuM120x 是采用ADI公司iCoupler® 技术的双通道数字隔离器。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片变压器技术融为一体,具有优于光耦合器等替代器件的出色性能特征。   iCoupler器件不用LED和光电二极管,因而不存在一般与光耦合器相关的设计困难。简单的iCoupler 数字接口和稳定的性能特征,可消除光耦合器通常具有的电流传输比不确定、非线性传递函数以及温度和使用寿命影响等问题。这些iCoupler产品不需要外部驱动器和其它分立器件。此外,在信号数据速率相当的情况下,iCoupler 器件的功耗只有光耦合器的1/101/6 ADuM120x隔离器提供两个独立的隔离通道,支持多种通道配置和数据速率(请参考订购指南)。两款器件任一端均可采用2.7 V5.5 V电源电压工作,与低压系统兼容,并且支持跨越隔离栅的电压转换功能。此外,ADuM120x具有低脉冲宽度失真(CR级小于3 ns)和严格的通道间匹配(CR级小于3 ns)特性。与其它光耦合器不同,ADuM120x隔离器具有已取得专利的刷新特性,可确保不存在输入逻辑转换时及上电/关断条件下的直流正确性。ADum1201的应用场合:1、尺寸至关重要的多通道隔离;2SPI接口/数据转换器隔离;
3RS-232/RS-422/RS-485收发器隔离;4、数字现场总线隔离;5、混合动力汽车、电池监控器和电机驱动。

ADuM1201的框图如下:

1_15.jpg

   由于是电压型器件,它不像光耦那样需要外部限流电阻和波形整形的74逻辑芯片做辅助,只需要在两个不同的电压引脚附近放置两个0.1uF的去耦电容即可,使得应用电路非常简便,非常易于使用。由于它的最高通信速度可达25MBPS,也远高于我们平常使用的6N137这样的高速光耦。

   在样板测试过程中,串口通信隔离效果非常好,小批量使用过程中,也没有出现任何问题。现在对ADI的隔离产品可以说非常满意,感谢ADI 下面是串口隔离通信部分的电路实物, 晒一下,后期在隔离产品方面,会继续使用ADuM系列隔离芯片。

   

IMG_20140214_130310.jpg

結果