4種RS485隔離通訊方案

RS485具有抗干擾能力強、成本低等特點，廣泛應用于工業智能儀表，通訊設備等各個領域。

RS485電路可以分為非隔離型和隔離型。隔離型電路是在非隔離型電路的基礎上增加隔離性能，使得電路具有更強的抗干擾性和系統穩定性。今天介紹幾種隔離RS485的方案。

1.什么情況需要485隔離

當485通信接口外部節點連接高壓時，極易損壞后端電路，甚至可能會在使用端產生觸電；

當485通信節點距離太遠時，每個節點的參考地都接于本地的大地，當兩端大地之間存在較大的壓差時，地電勢會以共模電壓的方式疊加在信號線上，從而有可能超出端口可承受的共模電壓范圍，影響正常通信，甚至會損壞后端電路

當距離較遠的485通信節點之間的地平面利用線纜進行連接時（如485屏蔽電纜），地線會和大地形成地環路，該環路會耦合外部共模噪聲，并產生地環路電流，可能會導致整個電路系統失效。

2.隔離RS485方案

首先不管哪種方案，要實現隔離485通訊，必須有個隔離電源。一般可以采用類似這種小型的集成電源模塊。

而485的隔離有多種方式：

2.1光耦隔離

光耦是最常用的隔離器件，且成本較低。下圖為3個光耦實現的485隔離通訊，需要注意的是，光耦的速率要滿足波特率的要求，一般選擇高速光耦做485隔離。

2.2專用數字隔離芯片

普通光耦的通訊速率有限，即使高速光耦也無法跟專用的數字隔離芯片媲美,如ADuM1301，三通道數字隔離器，最大通訊速率可達幾十Mbps（一般485通訊也用不到這么高的速率）。而且相對于光耦，PCB面積更小，但成本也相對較高。電路圖如下：

2.3集成式485隔離芯片

上面兩種方案都是隔離芯片+485芯片實現，還有一種芯片是集成式的485隔離芯片，即將隔離芯片和485電平轉換芯片集成在一起，如ADI的ADM2483、TI的ISO1410、國產的也有納芯微的NSi83085、芯力特的SIT3485ISO。這種方式占用PCB面積最小，通訊速率適中，能滿足大部分應用，價格也適中。電路圖如下：

2.4帶電源的隔離芯片

上述三種方案都是采用單獨的隔離電源模塊，還有一種方案是在芯片中實現了電源隔離和信號隔離，如ISOW7841。該芯片集成隔離電源功能，可對外提供3.3V或5V電源，輸出電流可達幾十到100mA，可以給通用的485電平轉換芯片供電。該方案與2.2介紹的類似，只是不再需要單獨的隔離電源，可以進一步減小PCB面積，但成本也較高。

3.總結

總的來說，集成式的485隔離芯片的方案能滿足大部分應用，性價比最高。

審核編輯：湯梓紅