THVD24x9：小型封裝、高防護(hù)的RS - 485收發(fā)器解決方案

在工業(yè)自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施等眾多領(lǐng)域，可靠的數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)重要。RS - 485作為一種常用的通信標(biāo)準(zhǔn)，在長(zhǎng)距離、多點(diǎn)通信中表現(xiàn)出色。今天，我們就來(lái)深入了解一下德州儀器（TI）推出的THVD24x9系列RS - 485收發(fā)器，看看它是如何滿足這些應(yīng)用場(chǎng)景需求的。

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一、產(chǎn)品概述

THVD24x9系列包括THVD2419和THVD2429兩款器件，是半雙工RS - 485收發(fā)器，具備集成浪涌保護(hù)功能。它有標(biāo)準(zhǔn)8引腳SOIC（D）封裝和小型10引腳VSON封裝兩種選擇，能適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。該系列產(chǎn)品有兩種速度等級(jí)，THVD2419最高支持250kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，THVD2429則能達(dá)到20Mbps，可滿足不同場(chǎng)景下對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。

二、產(chǎn)品特性

（一）電氣特性

1. 寬電源電壓范圍：支持3V至5.5V的電源電壓，采用VSON封裝的器件還支持額外的VIO電源，可在低至1.65V的電源電平下運(yùn)行I/O，這使得它在不同的電源環(huán)境下都能穩(wěn)定工作。
2. 高信號(hào)速率：提供250kbps（THVD2419）和20Mbps（THVD2429）兩種信號(hào)速率選擇，能滿足不同應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度的要求。
3. 低功耗：在關(guān)斷模式下功耗小于5μA，并且在不同的工作模式下，如驅(qū)動(dòng)和接收同時(shí)啟用、驅(qū)動(dòng)啟用接收禁用、驅(qū)動(dòng)禁用接收啟用等，都有較低的靜態(tài)電流，有助于降低系統(tǒng)功耗。

（二）保護(hù)特性

1. ESD保護(hù)：總線引腳具備片上ESD保護(hù)，可承受±15kV HBM和±8kV IEC 61000 - 4 - 2接觸放電，有效防止靜電對(duì)器件的損害。
2. EFT保護(hù)：內(nèi)部ESD保護(hù)電路能保護(hù)收發(fā)器免受±4kV EFT的影響，在電感負(fù)載產(chǎn)生高頻瞬變的環(huán)境中也能穩(wěn)定工作。
3. 浪涌保護(hù)：集成浪涌保護(hù)功能，無(wú)需外部保護(hù)元件。SOIC封裝可承受±3kV/42Ω IEC 61000 - 4 - 5 1.2/50μs浪涌，VSON封裝可承受±1.5kV/42Ω IEC 61000 - 4 - 5 1.2/50μs浪涌，提高了設(shè)備在工業(yè)環(huán)境中的可靠性。

（三）其他特性

1. 寬共模電壓范圍：共模范圍達(dá)到±25V，適用于長(zhǎng)線纜上的多點(diǎn)應(yīng)用，能有效抑制噪聲干擾。
2. 高總線故障保護(hù)：可承受±42V直流總線故障，增強(qiáng)了器件在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的穩(wěn)定性。
3. 1/8單位負(fù)載：允許多達(dá)256個(gè)總線節(jié)點(diǎn)連接，大大增加了系統(tǒng)的擴(kuò)展性。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

（一）工業(yè)自動(dòng)化

在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，RS - 485通信常用于連接各種設(shè)備，如PLC、傳感器、執(zhí)行器等。THVD24x9的高防護(hù)性能和寬共模電壓范圍，能有效抵抗工業(yè)環(huán)境中的噪聲干擾和浪涌沖擊，確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。同時(shí)，其低功耗特性也有助于降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。

（二）樓宇自動(dòng)化

在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行集中控制和管理，如照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)等。THVD24x9的高速信號(hào)傳輸能力和高總線節(jié)點(diǎn)支持能力，能滿足多個(gè)設(shè)備之間的通信需求，實(shí)現(xiàn)高效的樓宇自動(dòng)化控制。

（三）電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施

電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中，通信的可靠性至關(guān)重要。THVD24x9的浪涌保護(hù)和EFT保護(hù)功能，能有效抵御雷擊、開(kāi)關(guān)操作等產(chǎn)生的瞬態(tài)干擾，確保電網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

四、引腳配置和功能

THVD24x9的引腳配置在SOIC - 8和VSON - 10封裝中有不同的定義，但功能基本一致。主要引腳包括VIO（為R、D、RE和DE提供1.8V至5V電源）、R（接收器數(shù)據(jù)輸出）、RE（接收器使能，低電平有效）、DE（驅(qū)動(dòng)器使能，高電平有效）、D（驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)輸入）、GND（設(shè)備接地）、A和B（總線I/O端口）、VCC（為設(shè)備提供3.3V至5V電源）。了解這些引腳的功能，對(duì)于正確使用該器件至關(guān)重要。

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）電源設(shè)計(jì)

為了確保器件在所有數(shù)據(jù)速率和電源電壓下可靠運(yùn)行，每個(gè)電源都應(yīng)使用一個(gè)100nF的陶瓷電容進(jìn)行去耦，并且該電容應(yīng)盡可能靠近電源引腳放置。這樣可以減少開(kāi)關(guān)電源輸出端的電壓紋波，補(bǔ)償PCB電源平面的電阻和電感。

（二）布局設(shè)計(jì)

1. 使用電源和地平面：提供低電感路徑，高頻電流會(huì)傾向于沿著阻抗最小的路徑流動(dòng)。在電路板上，應(yīng)在收發(fā)器、UART和/或控制器IC的VCC/VIO引腳附近盡可能靠近地放置100nF至220nF的去耦電容。
2. 減少過(guò)孔電感：對(duì)于去耦電容的VCC/VIO和地連接，至少使用兩個(gè)過(guò)孔，以最小化過(guò)孔的有效電感。
3. 限制噪聲電流：使用1kΩ至10kΩ的上拉和下拉電阻來(lái)連接使能線，以限制瞬態(tài)事件期間這些線路中的噪聲電流。

六、總結(jié)

THVD24x9系列RS - 485收發(fā)器以其小型封裝、集成浪涌保護(hù)、高總線故障保護(hù)、寬電源電壓范圍和多種信號(hào)速率選擇等特點(diǎn)，為工業(yè)自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域的通信應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇器件的封裝和信號(hào)速率，并注意電源設(shè)計(jì)和布局設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以充分發(fā)揮該器件的性能優(yōu)勢(shì)。你在使用RS - 485收發(fā)器的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。