与非网6月7日讯 川土微电子CA-IF48XX工业级RS-485/422全/半双工收发器接口芯片系列于2021年4月上市,该系列芯片能够应用在恶劣和严苛的工业环境中。对比国内外同类产品型号,CA-IF48XX在共模输入范围、速率等指标上能与国外大厂持平,在一些其他指标上也有着明显优势。目前该系列产品已批量供货。

 

CA-IF48XX是川土微电子转为严苛工业场景设计的RS-485/422全/半双工收发器接口芯片系列,能够应用在恶劣和严苛的工业环境中。这些器件的总线引脚可耐受高级别的IEC电气快速瞬变(EFT)和IEC静电放电(ESD),从而可以无需使用其他系统级保护组件。

 

该系列器件共模电压范围达到±15V、故障保护范围达到±30V。因此这些器件适用于长电缆和恶劣环境的应用。CA-IF48XX系列器件可提供小型化SOP8、MSOP8、DFN8封装,适用于空间受限的应用。这些器件在自然通风环境下的工作温度范围为–40°C至125°C。

 

该系列芯片中的CA-IF4888是一款低功耗RS-485无极性收发器,此收发器具有自动总线极性纠正功能。热插拔时,此器件在总线闲置的开始76ms内(典型值)检测并纠正总线极性
 

该系列芯片产品特
 

特性一:高共模电压输入范围±15V,适用于恶劣的工业环境。

 

 

众所周知,通信需要在一个有交流电力线或者大型电机产生的电磁干扰环境下进行。由于通信节点地之间会有磁场,会产生感应电流,因此会造成两个节点地之间存在压差,对通信会造成干扰。再如,节点地失调的情况下,由于A与B之间的传输距离较远,大地也同样具有阻抗,节点A到B之间流过大地的电流,会造成两个节点之间的地失调。


以上两种情况都会在总线上面叠加共模电压,如果485芯片的总线输入电压共模范围不够,就会对通信造成影响。因此川土微电子提供了尽可能高的共模输入电压的485接口芯片,以解决通讯端实际存在的问题。

 

特性二:±30kV的HBM ESD保护。

 

 

上图是一个典型的UART转485的应用模块,可以看出由于选用的485接口芯片的ESD能力不够,那么在PCB上面就需要额外增加几个TVS抑制二级管,浪费了布板面积,增加了物料的成本。

 

而川土微电子CA-IF48XX芯片支持±30kV的HBM ESD防护,不需要添加这些提高ESD能力的抑制二极管。

 

特性三:支持极性校正功能。

对于CA-IF4888HS这款芯片产品来说,它还具有一个极性校正功能,下图展示了一个实际的应用场景,当总线上面A与B反接之后,此款芯片可以自动纠正极性,实现正常通信。

 

 

关于极性校正如何操作,为了检测总线极性,必须满足以下所有三个条件:

 

1、故障安全偏置网络(通常在主节点上)必须定义总线的信号极性

 

2、从节点必须使能接收机并禁用驱动器(REB=DE=0)

 

3、总线必须在故障安全时间(tFS-max)内空闲

 

故障安全时间过去之后,极性校正完成,并同时应用于接收机和发送通道。总线极性的状态被锁存在收发器中,并保持其状态以用于后续数据传输。

 

特性四:采用1/8负载,最多支持256个负载,上下电无毛刺,支持热插拔。

 

CA-IF48XX采用1/8负载,因此可以最多支持256个负载,负载电阻过大,会带来高速通信时接收信号失真的问题。CA-IF48XX系列芯片内部采用快速响应模块,能够支持高速率的通讯。此外,芯片内部通过特别的上电逻辑处理,保证芯片上下电无毛刺,可以支持热插拔,子模块接入总线更加方便。


应用方案

RS485总线在智能电表系统上的应用

 

智能电表应用框图

 

上位机通过USB转UR的接口芯片与485接口芯片进行通信,作为主机,然后再通过总线连接上分布于楼宇各个角落的电表模块,电表模块由单片机读回电流电压采样芯片得到的数据,然后放入存储芯片中,再控制485芯片进行数据传输,这样上位机就能得到所有电表的数据,省去了人工抄表的麻烦。

 

 

485通讯部分原理图

 

由于电表上存在高压,所以接口上需要做好隔离设计,然后总线接口上需要一些ESD保护处理。

 

此外,川土微电子CA-IF1051 CAN总线收发器系列预计将在Q2发布这款 CAN 收发器系列符合 ISO1189-2 (2016) 高速CAN(控制器局域网络)物理层标准。所有器件均设计用于数据速率高达 2Mbps(兆位每秒)的 CAN FD 网络。

 

川土微电子这家公司,首先是通过接触IR46电表开发中接触到该公司。当时该公司的隔离产品主要标准的隔离器产品为主,到今天为止,该公司已经脱胎换骨,向着集成度更高、难度更大的接口电源集成隔离芯片进发。本次在会上陈东坡先生也表示,公司正在进行并完成新一轮资金的引入,川土未来的产品种类会更加丰富,大力投入品质控制和产品的封装测试。在2020年度完成了产品、质控、运营、市场的各项任务建设的基础上,从2021年开始将会更快的进行拓展,扩大川土微电子在世界上的规模和影响力。