故障保護收發器管理論文

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摘要：MAX3443E是MAXIM公司新推出的RS-485收發器，它具有±60V故障保護和真正的失效保護等功能。由于該器件簡化了外部電路，因而特別適合在高電壓系統、48V/72VRS-485網絡等系統中應用。文章介紹了該芯片的結構、特別與應用信息，給出了典型應用電路。

關鍵詞：MAX3443E故障保護真正的失效保護RS-485

1概述

MAX3443E是將通訊總線上的信號故障提供±60V保護的RS-485收發器。它含有一個帶三態輸出的差分驅動器和一個帶三態輸入的差分接收器。其1/4單位負載的接收器輸入阻抗可允許多達128個收發器接入總線。在5V電源供電下它的數據傳輸速率可達10Mbps。當接收器輸入為開路、短路、或空閑時，真正的失效保護可使接收器的輸出邏輯變高。若在上電過程或接入一個已上電的底板時，其熱插拔回路可消除由于其對使能和差分接收器輸入端的擾動而導致的錯誤數據，同時還帶有低功耗關斷模式和片上±15kV的靜電保護功能。MAX3443E采用8腳SO和DIP封裝，具有工業級的工作溫度范圍，其主要特點如下：

*具有±15kV的靜電保護功能；

*具有±60V的故障保護功能；

*數據傳輸速率可達10Mbps；

*熱插拔電路可消除熱插過程中的數據擾動；

*具有真正的失效保護工作特性；

*允許多達128個收發器總線接入；

*可降低EMI和反射；

*兼容普通的RS-485收發器。

2引腳功能

MAX3443E的內部結構如圖1所示。各引腳的功能如下：

RO:接收輸出；

RE:接收輸出使能，低電平有效；

DI：發送輸入；

DE：發送使能，高電平有效；

A:輸入/輸出同相端；

B：輸入/輸出反相端；

Vcc：電源，接+5V；

GND：地。

3使用說明

3.1驅動器

MAX3443E中的驅動器可接收單一邏輯電平輸入（DI），并把它轉換成差分RS-485電平輸出（A和B）。當驅動器輸入使能無效時，驅動器的輸出（A和B）將進入高阻狀態。MAX3443E的真值表見表1，表中的“×”表示無關。

表1驅動真值表

輸入輸出

REDEDIAB

00x高阻高阻

01110

01001

10x關斷關斷

11110

11001

3.2接收器

MAX3443E中的接收器可接收差分RS-485電平輸入（A和B）信號，并把它轉換成單一民平輸出（RO），當接收器輸入使能無效時，接收器的輸入（A和B）進入高阻狀態。它的真值表見表2，表中的“×”表示無關。

表2接收真值表

輸入輸出

REDE(A-B)RO

0x≥-0.05V1

0x≤-0.2V0

0x開路/短路1

11x高阻

10x關斷

3.3低功耗關斷模式

MAX3443E提供有低功耗關斷模式。當RE為高且為低時，可關斷MAX3443E。關斷時，有50ns的延時以防止器件進入由于發送和接收模式轉換而導致的意外關斷。因此，只有保持RE為高且DE為低的時間至少800ns，才會進入關斷模式，在關斷模式中，器件的最大消耗電波為20μA。

3.4±60V故障保護

在工業應用中，根據EIA/TIA-485標準，一般要有-7～+12V的電壓故障保護。通常的RS-485器件可提供-8～+12.5V的電壓故障保護。在重要的應用系統中（如在高電壓系統中），一般需要比較昂貴的器件來進行故障保護。而MAX3443E能夠受±60V的對地故障而不損壞，而且無論器件在關斷、激活、不供電狀態，MAX3443E都能提供這種保護。

3.5真正的失效保護

通常當RS-485總線短路、開路或空閑時，總線差分電壓為0V。由于該電壓處于RS-485接收器±200mV門限的中間。因此，在故障狀態和無有效驅動器驅動總線的情況下，接收器的輸出會出現不確定狀態。在早期，一般采用在接收器輸入端加上拉電阻的方法克服，但這僅對開路有效。MAX3443E則可以精確地將接收器的門限規定為-50～-200mV，因此完全符合RS-485標準，同時又能保證0V輸入時，接收器的輸出為邏輯1。

3.6熱插拔

當電路板插入一個正在工作或已上電的底板時，電路使能和差分接收器輸入端的擾動可能會導致數據錯誤。隨著電路板的初次插入，處理器要經歷一個上電過程。期間，輸出驅動器為高阻態且不能驅動DE輸入到確定的邏輯電平，由于高阻輸出端出現10μA的漏電流就會使DE漂移到不確定的邏輯狀態，同時，電路板的寄存電容也會造成由Vcc或GND到DE的耦合。這些因素都會錯誤地使能驅動器。為了阻止這些情況的出現，MAX3443E內部在DE和RE上都有一個熱插拔回路，因而可方便地阻止驅動器在熱插拔過程中被使能。

3.7允許多收發器總線接入

MAX3443E有1/4單位負載的接收器輸入阻擾（48kΩ），最多可允許128個收發器接入總線，而一般的RS-485器件最多只能有32個收發器接入總線。

4典型接口電路

圖2為MAX3443E的典型接口電路，圖中，RX為異步串行通訊口的數據接收端，TX為異步串行通訊口的數據發送端。IO1、IO2為可控制的I/O輸出端。使用時，只需控制IO1、IO2上的邏輯電平，就可控制MAX3443E的狀態，IO1為MAX3443E的DE邏輯反。另外，通過簡單的連接，還可把MAX3443E的DE與RE短接，并用一個I/O輸出端控制，空閑時，RE有效。

5結束語

由于MAX3443E提供有±60V故障保護功能、真正的失效保護功能和熱插拔能力，所以MAX3443E與同步產品相比，工作更加穩定可靠，特別適合在高電壓系統和48V/74V的RS-485網絡等系統中應用。