SM4500系列隔離收發芯片應用集錦

SM4500系列芯片是致遠電子開發的“三合一”高集成度全隔離收發芯片，很多客戶在使用時會遇到一些問題，本文以問答的形式解答SM4500系列芯片的疑惑，幫助客戶更好的使用SM4500系列芯片。

致遠電子基于近二十年的總線隔離技術及工藝經驗積累，推出SM系列集成電源隔離、RS-485收發電路和信號隔離電路“三合一” 的高集成度全隔離RS-485收發芯片。

SM系列全隔離RS-485收發芯片相較于傳統模塊方案，在超小、超薄的DFN封裝內部集成完善的RS-485總線隔離電路，產品最高支持10Mbps波特率，工作溫度覆蓋-40℃~125℃，滿足各類復雜惡劣的工業現場RS-485總線隔離需求。

01

問

SM4500系列芯片對比通用的RS-485芯片如MAX485有什么區別和優勢？

答

SM4500系列芯片是DC-DC電路、信號隔離電路及RS-485總線收發電路三合一的芯片，具備高集成度和高可靠性。因其具有高隔離的特點，SM4500系列芯片對比無隔離的485收發芯片更適合使用在工業通信、電力、煤礦等場景，可有效的解決工業現場因信號干擾導致的通信異常問題。

02

問

SM4500系列有什么型號的芯片，怎么選型？

答

具體區別及選型如表1所示：

表1 SM4500系列芯片選型表

03

問

SM4500系列芯片的接口電平如何匹配，VISOOUT引腳是否可以用于其他電路供電？

答

SM4500系列芯片的TXD、RXD、DE、RE腳接口電平需與實際系統電平匹配，一般若MCU為3.3V供電，VIO連接3.3V，若MCU為5V供電，則VIO連接5V。VISOOUT為內部集成的高效隔離電源的輸出，在5V供電的條件下最大輸出電流為80mA，為避免影響芯片正常工作，建議只用于上拉電阻電路工作。

04

問

SM4500系列芯片使用時需不需要外接保護電路？

答

建議使用SM4500系列芯片搭建電路時外接保護電路。RS-485接收器差分輸入端對“地”的共模電壓允許-7～+12V，超過此范圍的過壓瞬變就可能損壞器件，特別是在工業和戶外的使用場景，大浪涌強靜電等瞬變干擾的存在會使芯片容易損壞。我們經常接到客戶關于模塊功能異常的反饋，大部分是無保護電路造成的浪涌過壓等損壞，所以我們強烈建議客戶在芯片的A/B端添加保護電路，我們推薦以下保護電路，供參考。

圖1 推薦保護電路

表2 推薦參數表

05

問

SM4500系列芯片組網時在高速率下出現RS-485波形變形失真，通信異常的情況？

答

在高速率的通信下出現波形變形失真的情況，大概率是由總線寄生電容引起的，RS-485總線的寄生電容過大，信號的充放電時間越長，波形越失真如出現鋸齒波。有些客戶在使用GDT和TVS做保護電路時，選用的保護器件自身的寄生電容達幾百甚至上千pF，當組網后容值疊加，總線上的寄生電容就過大，推薦使用圖1的推薦保護電路，接口電容僅為20pF。

06

問

SM4500系列芯片組網通信時不時收到異常電平？

答

收到異常電平可能的原因之一是接收信號時總線AB電平處于芯片的門限電平，即-200mV ~-10mV內，這將導致接收器接收信號不確定，如圖1所示，給AB接口加上下拉電阻，使接收器處于一個確定的電平狀態，如果AB端有終端電阻，上下拉電阻還要調整到合適的阻值，保證總線空閑時遠離門限電平范圍。

07

問

如何提高SM4500的通信距離？

答

理論上，通信速率在100kbps及以下時，RS485的最長傳輸距離可達1200米。但是有些客戶搭建的總線網絡卻遠遠達不到1200米，除了干擾惡劣的布線環境外，最大的可能是少了終端電阻和選用了劣質的電纜！在長距離通信系統中，使用120Ω的終端電阻和特性阻抗120Ω的RS-485專用的雙絞屏蔽電纜往往能最大程度的減少回波反射，延長通信距離。我們的客戶大部分是缺少終端電阻引起的回波反射導致通信距離不達標，請一定要注意終端電阻。同時減小總線寄生電容、提升線纜的屏蔽效果，都可以延長通信距離。