TDA51S485HC

TDA51S485HC SOIC16 封装 RS485 半双工隔离收发器 特点  超小，超薄，芯片级 SOIC16 封装  符合 TIA/EIA-485-A 标准  宽供电电源范围 3.0V 至 5.5V  集成高效隔离电源，具有过载和短路保护  I/O 电压范围支持 3.3V 和 5V 微处理器  隔离耐压高达 5000Vrms  总线静电防护能力高达 6kV(HBM)/±15kV(接触放电)  通讯速率 500kbps  高共模瞬态抗扰度 150kV/μs（典型值）  纳秒级通讯延时  1/8 单位负载，总线负载能力高达 256 节点  总线失效保护  总线驱动短路保护  工业级工作温度范围：-40℃ to +125℃  工业自动化  楼宇自动化  智能电表  远距离信号交互、传输 产品外观 应用范围 功能描述 TDA51S485HC 是为 RS-485 总线网络设计的一款隔离型半双工增强型收发器，具有高电磁抗扰度和低辐射特性，且完全符合 TIA/EIA-485A 标准。 总线接收器采用 1/8 单元负载设计，其总线负载能力高达 256 个节点单元，满足多节点设计设计需求。总线传输速率可达 500kbps。 TDA51S485HC 器件具有高绝缘能力，有助于防止数据总线或其他电路上的噪声和浪涌进入本地接地端，从而干扰或损坏敏感电路。高 CMTI 能力可 以保证数字信号的正确传输。更在传统 IC 基础上重点加强 A、B 引脚可靠性设计，其中包括驱动器过流保护，增强型 ESD 设计等，其 A、B 端口 ESD 承 受能力可达 6kV（HBM）及±15kV（接触放电）。 2022.04.24-A/4 第 1页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 目录 1 首页............................................................................1 3.4 传输特性.....................................................................5 1.1 特点及外观..................................................................1 3.5 物理特性.....................................................................6 1.2 应用范围......................................................................1 4 参数测量电路..............................................................6 1.3 功能描述......................................................................1 5 工作描述及功能...........................................................7 2 引脚封装及描述..........................................................2 6 应用电路......................................................................7 3 IC 相关参数................................................................3 7 使用建议......................................................................7 3.1 极限额定值..................................................................3 8 订购信息......................................................................8 9 封装信息......................................................................9 3.2 推荐工作参数..............................................................3 3.3 电学特性....................................................................4 10 包装信息......................................................................10 引脚封装 内部框图 注：所有 GND1 内部是相连的；所有 GND2 内部是相连的。 真值表 字母 描述 H 高电平 L 低电平 X 无关 Z 高阻抗 表 1. 驱动器真值表 输出 信号输入 使能输入 (TXD） (DE） A H H H L L H L H X L Z Z B X OPEN Z Z OPEN H H L X X Z Z 表 2. 接收器真值表 差分输入 VID = (VA – VB) 使能输入 ( RE ） 信号输出(RXD) –0.02 V ≤ VID L H –0.2 V < VID < –0.02V L 不确定的 VID ≤ –0.2 V L L 2022.04.24-A/4 第 2页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 X H Z X OPEN Z 开路 L H 短路 L H 总线空闲 L H 注： ①驱动状态时 RE 引脚接高电平； ②接收状态时 DE 引脚接低电平； 引脚描述 引脚编号 引脚名称 功能描述 1 VCC 2 GND1 逻辑侧参考地。 3 RXD 接收器信号输出引脚。 4 RE 5 DE 6 TXD 驱动器输入引脚。 7 GND1 逻辑侧参考地。 8 GND1 逻辑侧参考地。 9 GND2 总线侧参考地。 10 SEL 隔离电源 VISO 输出电压选择引脚。 11 NC 无功能引脚，可悬空。 12 A RS485 总线 A 线引脚。 13 B RS485 总线 B 线引脚。 14 NC 无功能引脚，可悬空。 15 GND2 16 VISO 逻辑侧供电引脚。靠近该引脚须接入 0.1uF 和 10uF 陶瓷电容到逻辑侧参考地（GND1）。 接收器使能引脚。 RE 为低电平，当（A－B）≥ -20mV，RXD 输出为高电平，当（A－B）≤-200mV，RXD 输 出为低电平。 驱动器使能引脚。当 DE 为高电平时，驱动器输出使能；当 DE 为低电平时，驱动器输出为高阻抗；当 DE 为 低电平，且 RE 为高电平时，进入关断模式。 1 总线侧参考地。 隔离电源输出。靠近该引脚须接入 0.1uF 和 10uF 陶瓷电容到总线侧参考地（GND2）。 注：当 SEL 接到 VISO 时，VISO=5V。当 SEL 接到 GND2 或者悬空时，VISO=3.3V。当 VCC 电压为 3.3V 时，SEL 只能接地或者悬空；当 VCC 电压为 5V 时， SEL 不受限制。 极限额定值 下列数据是在自然通风，正常工作温度范围内测得（除非另有说明）。 参数 单位 供电电压，VCC -0.5V to +6V 输出电压 Vin -0.5V to VCC+0.5V 输出电流 IO -20mA to +20mA 结温 TJ ＜150℃ 工作温度范围 -40°C to +125°C 存储温度范围 −65°C to +150°C 若超出“极限额定值”表内列出的应力值，可能会对器件造成永久损坏。长时间工作在极限额定条件下，器件的可靠性有可能会受到影响。所有电压值都是 以参考地(GND)为参考基准。最大电压不得超过 6V。 推荐工作参数 符号 推荐工作条件 最小值 典型值 最大值 3.3 5.5 VCC 供电电压 3 VI A, B 引脚电压 -7 12 VID A, B 差分输入电压 -12 12 VIH 高电平输入电压 2 2022.04.24-A/4 单位 V 第 3页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 符号 推荐工作条件 VIL 低电平输入电压 TA 工作环境温度 DR 传输速率 最小值 典型值 最大值 单位 -40 25 125 ℃ 500 kbps 0.8 电气特性 符号 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 空载，SEL 为低电平或 悬空 3.09 3.35 3.62 V 空载，SEL 为高电平 4.50 5.07 5.43 1.17 1.4 RL=54Ω图 7，SEL 为高电平 1.9 2.5 Vtest 从-7V 到 12V, 图 6 1 1.4 驱动器特性 VOD 差分驱动输出 RL=54Ω图 7，SEL 为低电平或 悬 空 V |VOD3| 差分输出（带负载）电压 ∆VOD 驱动器差分输出电压变化量 空载，图 7 -0.2 0.2 V VOC 稳态共模输出电压 RL=54Ω, 或 RL=100Ω 图 7 1 3 V ∆VOC 两个状态共模输出电压增量 RL=54Ω, 或 RL=100Ω 图 7 0.2 V VIH 高电平输入电压 TXD, DE, RE VIL 低电平输入电压 TXD, DE, RE IIL 输入漏电流 TXD, DE, RE=0 或 1 IOZ 高阻输出漏电流(A, B) IOS1 驱动器短路电流(VO=HIGH) IOS2 驱动器短路电流(VO=LOW) CMTI 共模瞬变抗扰度 CI 输入电容 2 DE= RE=1, TXD=1, VA=-7 V, VB=12 V DE= RE=1, TXD=0, VA=-7 V, VB=12 V VCM = 1200V;图 12 VI = VCC/ 2 + 0.4×sin(2πft), f = 1 MHz, VCC = 5 V V -20 60 DE=0, RE=0,VCC=0 或 5V,VIN=12V DE=0, RE=0,VCC=0 或 5V,VIN=-7V V 0.8 V 20 uA 100 uA -100 -60 29 44 62 mA 29 44 62 mA 100 150 kV/μS 2 pF 接收器特性 VIT(+) 正向差分输入阈值电压 −7 V ≤ VCM ≤ +12 V VIT(–) 负向差分输入阈值电压 −7 V ≤ VCM ≤ +12 V Vhys 回滞电压 (VIT+ – VIT–) −7 V ≤ VCM ≤ +12 V VOH RXD 高电平输出电压 IOUT = 4 mA, VA − VB = 0.2 V VOL RXD 低电平输出电压 IOUT = −4 mA, VA − VB = −0.2 V 0.2 0.4 VA or VB =12V, 其它输入引脚接 0V 0.04 0.1 0.06 0.13 -100 –200 Vcc − 0.4 VA or VB =12V, 关闭电源 ,其它输 II 总线输入电流 入引脚接其它输入引脚接 0V VA or VB =–7V, 其它输入引脚接 0V VA or VB =–7V,关闭电源 ,其它输入 引脚接其它输入引脚接 0V mV 30 mV Vcc − 0.2 V -0.04 -0.1 -0.03 输入高电平漏电流 RE VIH=2V IIL 输入低电平漏电流 RE VIH=0.8V -20 RID 差分输入阻抗(A,B) −7 V ≤ VCM ≤ +12 V 384 CD 差分输入电容 CI 输入到地电容 号, 通过 A 和 B 测量 CD VI = 0.4 × sin (2πft), f = 1MHz 430 V mA 20 输入 f = 1.5 MHz, Vpp=1V 正弦信 mV -130 -0.1 IIH –20 478 uA kΩ 7 pF 2 pF 供电及保护特性 VCC=5V， A 和 B 之间没有负载电 VISO 隔离电源输出电压 阻，SEL=0 或悬空 VCC=5V， A 和 B 之间没有负载电 3.17 3.35 3.53 V 4.50 5.07 5.43 V 2022.04.24-A/4 第 4页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 阻，SEL=1 逻辑侧供电电流 ICC ESD A 和 B 之间没有负载电阻, VCC=3.3V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=0 10 15 19 A 和 B 之间没有负载电阻, VCC=5.0V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=0 9 13 17 A 和 B 之间没有负载电阻, VCC=5.0V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=1 13 17 21 A 和 B 之间的负载电阻为 54Ω, VCC=3.3V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=0 62 69 76 A 和 B 之间的负载电阻为 54Ω, VCC=5V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=0 45 49 53 A 和 B 之间的负载电阻为 54Ω, VCC=5V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=1 90 96 102 A 和 B 之间的负载电阻为 100Ω, VCC=3.3V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=0 50 55 60 A 和 B 之间的负载电阻为 100Ω, VCC=5V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=0 43 48 53 A 和 B 之间的负载电阻为 100Ω, VCC=5V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=1 69 74 79 A 和 B 之间的负载电阻为 120Ω, VCC=3.3V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=0 45 50 55 A 和 B 之间的负载电阻为 120Ω, VCC=5V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=0 32 36 40 A 和 B 之间的负载电阻为 120Ω, VCC=5V, RE=0, DE=1, DI=0, SEL=1 69 68 72 HBM 模式 静电放电抗扰度 接触放电模式 VIO 隔离电压 RIO 绝缘阻抗 mA A、B 引脚对 GND1 ±6 kV A、B 引脚对 GND2 ±8 kV 其他引脚 ±6 kV A、B 引脚对 GND2 ±15 kV 5000 Vrms 1 GΩ 注：ESD 指标为不带电测试规格。 传输特性 符号 参数 - 传输速率 TPHL,TPLH 驱动器传输延时 |TPHL-TPLH| 驱动器差分输出延时偏移 TR,TF 驱动器输出上升延时、下降延时 tPZH/ tPZL 驱动关闭使能传播延迟 测试条件 最小值 典型值 单位 500 kbps 16 48 ns 占空比 40% ~ 60% RDiff=54Ω， CL1=CL2=50pF 图 8 图 11 最大值 3 12.5 ns 12 25 ns 28 90 ns tPHZ/ tPLZ 驱动开启使能传播延迟 28 90 ns TPHL,TPLH 接收器传输延时 80 165 ns |TPHL-TPLH| 接收器传输延时偏移 TR,TF tPLH 接收器输出上升延时、下降延时 接收关闭使能传播延迟， 输出低电平至高电平时间 CL = 15pF，图 9 15 30 ns RDiff=54Ω 2.5 4 ns 图 9 图 10 28 90 us CL1=CL2=50pF 2022.04.24-A/4 第 5页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 符号 tPHL 参数 测试条件 最小值 接收使能传播延迟时间， 输出高电平至低电平时间 典型值 最大值 单位 43 52 us 物理特性 参数 数值 单位 重量 0.4(Typ.) g 参数测试电路 注意：测试条件负载电容包括测试探头及测试夹具寄生电容（无特殊说明）。测试信号上升及下降沿＜6nS，频率 100KHz，占空比 50%。阻抗匹配 ZO = 54Ω（无特殊说明）。 图 6.共模输出测试电路 图 7.差分输出测试电路 注：CL 包含夹具及仪器寄生电容 图 8.发送延时测试电路 注：CL 包含夹具及仪器寄生电容 图 9.接收延时测试电路 图 10.接收开启、关闭时间测试电路 2022.04.24-A/4 第 6页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 注：CL 包含夹具及仪器寄生电容 图 11.驱动开启、关闭时间测试电路 图 12.CMTI 测试电路 工作描述及功能 TDA51S485HC 是一款带隔离电源的半双工 RS485 隔离收发器。每个收发器里除了包含一个隔离电源外，还包含一个驱动器和一个接收器。该收发 器具备总线失效保护功能，当接收器输入开路、短路或者当总线处于空闲状态时，能保证接收器输出为高电平。具有失效安全，过流保护和过热保护功能。 总线失效保护：接收器输入短路或开，挂在终端匹配传线上的所有驱动均处于禁用状态时（idle），TDA51S485HC 产品 可确 保接收器输出逻辑高 电平。 这是通过将接收器输入门限分别设置为 -200mV 和+50V 实现的。若差分接收器输入电压(A-B)≥+50mV， RO 为逻辑高电平；若电压 (A-B)≤-200mV， RO 为逻辑低电平。当挂接在终端匹配总线上的所有发送器都禁用时，接收器差分输入电压将通过终端阻拉至 0V。依据接收器门限，可实现具有 50 mV 最小噪声容限的逻辑高电平。-200mV 至+50mV 门限电压是符合 EIA/TIA-485 标准的。 总线负载能力（256 节点）：标准的 RS485 接收器输入阻抗定义为 12kΩ（1 个单位负载）。一个标准的 RS485 驱动器可以驱动至少 32 个单位负载。 TDA51S485HC 的总线接收器按 1/8 单位负载设计，其输入阻抗大于 96kΩ。因此，总线能允许接入更多的收发器（高达 256 个）。TDA51S485HC 也可 与其他 32 个单位负载的标准 RS485 收发器混合使用（接收器累计不能超过 32 个单位负载）。 驱动器输出保护：TDA51S485HC 通过两种机制避免故障或总线冲突引起输出电流大和功耗高。第一，过流保护，在整个共模压范围内提供快速短路 保护。第二，热关断电路，当管芯温度超过过温阈值 时(160℃典型值 )，强制驱动器输出进入低电平。 应用电路 图 13.典型应用电路（半双工网络拓扑结构） 2022.04.24-A/4 第 7页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 图 14.典型应用图 PCB 设计说明： 1、VCC 与 GND1、VISO 与 GND2 的去耦电容及储能电容应尽可能摆放在靠近芯片引脚的位置，已减少环路面积和 PCB 走线的寄生电感。一般应控制在 2mm 以内。去耦电容放在靠近芯片的位置，储能电容放在外侧。如下图 14-1 所示。 储能电容 10uF 去耦电容 储能电容 去耦电容 10uF IC IC 20mm 不推荐 推荐 图 14-1 2、布线时应设计电源线宽至少 0.5mm。 3、当需要在供电电源线和地线中放置过孔时，过孔的位置应在电容相对芯片引脚的外侧，而非放置在电容与芯片之间，如下图 14-2 所示，以减少过孔寄 生电感的影响。 IC IC 不推荐 推荐 图 14-2 2022.04.24-A/4 第 8页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 图 15.端口保护推荐电路 参数说明: 标号 选型 标号 选型 R3 1MΩ R1, R2 2.7Ω/2W C1 1nF, 2kV D1, D2 1N4007 T1 ACM2520-301-2P D3 SMBJ8.5CA GDT B3D090L Rterminal 120Ω 由于模块内部 A/B 线自带 ESD 保护，因此用户一般在应用于环境良好的场合时无需再加 ESD 保护器件。但如果应用环境比较恶劣(如高压电力、雷 击等环境)，那么建议用户一定要在模块 A/B 线端外加 TVS 管、共模电感、气体放电管、屏蔽双绞线或同一网络单点接大地等保护措施。因此，推荐应用 电路如图 15 所示，推荐参数如上表所示。推荐电路图和参数值只做参考，请根据实际情况来确定是否需要电路图中的器件和适当的参数值。 注：Rterminal 根据实际应用情况选择。 使用建议 为保持 A-B 总线空闲稳定性， 需要在总线端至少一处节点将 A 上拉至 VISOIN， 将 B 下拉至 GND2，同时整体网络的上下拉电阻其并联值为 380Ω~420Ω(0.2W)。 订购信息 产品型号 封装 引脚数 丝印 包装 TDA51S485HC SOIC 16 TDA51S485HC 1K/盘 2022.04.24-A/4 第 9页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 封装信息 2022.04.24-A/4 第 10页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 包装包信息 广州金升阳科技有限公司 地址：广东省广州市黄埔区科学城科学大道科汇发展中心科汇一街 5 号 电话：86-20-38601850 传真：86-20-38601272 E-mail: sales@mornsun.cn 2022.04.24-A/4 第 11页 共 11页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有