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CA-IS3098VW

CA-IS3098VW

  • 厂商:

    CHIPANALOG(川土微)

  • 封装:

    SOIC16_300MIL

  • 描述:

    RS485/RS422/RS232/RS562收发器 SOIC16_300MIL 20Mbps 3.3V,5V

  • 数据手册
  • 价格&库存
CA-IS3098VW 数据手册
CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 CA-IS309x 集成 DC-DC 转换器的隔离式 RS-485 收发器 1. 产品特性 3. • • 满足或超过TIA/EIA-485A标准的RS-485收发器 数据数率 ▪ CA-IS3092:0.5Mbps ▪ CA-IS3098:20Mbps 1/8单位负载,支持多达256个总线节点 5V或3.3V逻辑侧供电,提供DC-DC转换器和RS-485 收发器供电独立的版本 集成低辐射的隔离式 DC-DC 转换器为总线侧供电 ▪ 3.3V 或 5V 输出电压可选(VISO ≤ VCC) ▪ 高度集成:内置变压器 ▪ 软启动抑制输入浪涌电流 ▪ 集成过载和短路保护 ▪ 内置热保护功能 高共模瞬态抗扰度:±150kV/μs(典型值) 总线 I/O ESD 保护 ▪ ±20kV HBM ESD 带有限流驱动器和热关断功能 开路、短路和空闲总线失效保护 工作温度范围:–40°C至125°C 16 引脚宽体 SOIC 封装 额定工作电压下隔离栅寿命大于40年 安全认证(申请中) : ▪ 符合DIN V VDE V 0884-11:2017-01 标准的 7071VPK VIOTM 和1414VPK VIORM隔离 ▪ UL 1577 认证: 5kVRMS @ 1分钟 ▪ IEC 60950、 IEC 60601 和 EN 61010 认证, CQC、 TUV 和 CSA 认证 CA-IS309x 系列产品为隔离式半双工 RS-485 收发器,内 部集成隔离式 DC-DC 转换器,省去了外部隔离电源,同 时器件内部的逻辑输入与输出缓冲器之间通过二氧化硅 (SiO2)绝缘栅隔离,采用 5V 或者 3.3V 单电源供电, 实现高度集成的信号与电源隔离 RS-485 解决方案。绝 缘栅阻断了逻辑侧与总线侧的地环路,有助于降低端口 间地电势差较高的噪声,确保数据的正确传输。 • • • • • • • • • • • 2. 典型应用 • 隔离式 RS-485 通信接口 • 工厂自动化 • 光伏逆变器 • 楼宇自动化 • 电机驱动 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 概述 CA-IS309x 系列产品支持多节点数据通信,总线引脚具 有±20kV HBM ESD 保护,可耐受高级别的 ESD 事件,保 护内部电路不受损害。接收器输入阻抗为 1/8 单位负载, 允许同一总线上最多挂接 256 个收发器。CA-IS309x 系 列产品提供 DC-DC 转换器和 RS-485 收发器供电独立的 版本(CA-IS309xVW),便于逻辑侧与低压控制电路的 信号交互。 CA-IS309x 采用 16 引脚宽体 SOIC 封装,支持从–40°C 到 125°C 的工业扩展温度范围。 器件信息 器件型号 CA-IS3092x CA-IS3098x 封装 封装尺寸(标称值) SOIC16-WB(W) 10.30mm × 7.50mm 1 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 DC-DC Secondary Side DC-DC Primary Side VISO VCC DE DE GALVANIC ISOLATION DI DC-DC Secondary Side DC-DC Primary Side DI B A RO GNDA VISOIN B A RO RE GNDB RE VCCL GNDA CA-IS309xW VISO GALVANIC ISOLATION VCC GNDB CA-IS309xVW 图 3-1 简化功能框图 4. 订购指南 表 4-1 有效订购器件型号 2 型号 通讯模式 通讯速率(Mbps) 隔离电源输出电压(V) 逻辑电压是否 可以独立供电 封装 CA-IS3092W 半双工 0.5 3.3 或 5 否 SOIC16-WB(W) CA-IS3092VW 半双工 0.5 3.3 或 5 是 SOIC16-WB(W) CA-IS3098W 半双工 20 3.3 或 5 否 SOIC16-WB(W) CA-IS3098VW 半双工 20 3.3 或 5 是 SOIC16-WB(W) Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 目录 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 产品特性 ............................................................1 典型应用 ............................................................1 概述 ...................................................................1 订购指南 ............................................................2 修订历史 ............................................................3 引脚功能描述 ....................................................5 产品规格 ............................................................6 绝对最大额定值 1 ..............................................6 ESD 额定值 .........................................................6 建议工作条件.....................................................6 热阻信息.............................................................6 隔离特性.............................................................7 相关安全认证(申请中) .................................8 电气特性.............................................................9 7.7.1. 驱动器特性 ............................................9 7.7.2. 接收器特性 ............................................9 7.8. 电源特性...........................................................10 7.9. 时序特性...........................................................11 7.9.1. 驱动时序特性 ......................................11 7.9.2. 接收时序特性 ......................................11 7.10. 典型特性曲线...................................................12 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. 7.7. 5. 8. 9. 参数测试电路 .................................................. 16 详细说明 .......................................................... 19 9.1. 9.2. 9.3. 9.4. 9.5. 9.6. 9.7. 逻辑输入 .......................................................... 19 接收器 .............................................................. 19 驱动器 .............................................................. 20 欠压保护 .......................................................... 21 VISO 输出电压 .................................................... 21 最大负载可用电流 IISO ..................................... 21 保护功能 .......................................................... 23 9.7.1. 信号隔离与电源隔离 .......................... 23 9.7.2. 热关断 .................................................. 23 9.7.3. 限流保护 .............................................. 23 10. 应用信息 .......................................................... 24 10.1. 10.2. 10.3. 10.4. 11. 12. 13. 14. 概述 .................................................................. 24 典型应用 .......................................................... 25 256 个总线节点 ............................................... 25 PCB 布板 ........................................................... 25 封装信息 .......................................................... 27 焊接信息 .......................................................... 28 卷带信息 ......................................................... 29 重要声明 .......................................................... 30 修订历史 修订版本号 Version 1.00 Version 1.01 Version 1.02 Version 1.03 Version 1.04 Version 1.05 Version 1.06 Version 1.07 Version 1.08 修订内容 初始版本 1. 新增图 10-2 2. 新增 10.4 PCB 布板章节 3. 更新表 12-1 焊接温度参数成中文格式 新增电源输入输出电容值建议:建议在 VCC 与 GNDA、VISO 与 GNDB 之间外接 10μF 的去耦电容。PCB 布板建议添加距离信息。 新增 PCB 输入输出电容布板方式及图 10-3 1. 删除 CA-IS3090x 和 CA-IS3096x 料号及相关内容,增加 CA-IS3092VW 和 CAIS3098VW 料号; 2. 更新典型特性曲线; 3. 新增 9.4 VISO 输出电压和 9.5 最大负载可用电流 IISO 说明; 4. 更新 PCB 布线建议章节,新增实例。 1. 更新参数 tPHZ,tPLZ,设计保证 1. 更新 POD 1. 更新 UL 认证信息 1. 图 10-1 中总线侧的 GNDA 改为 GNDB Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 页码 N/A 23 23 26 22 23 2, 11-14, 20, 23-24 11 26 7 23 3 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW Version 1.09, 2023/05/23 1. 驱动器使能时间和驱动器关闭时间变更 Version 1.09 2. 接收传输延迟变更 4 上海川土微电子有限公司 11 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 6. Version 1.09, 2023/05/23 引脚功能描述 VCC 1 16 VISO GNDA 2 15 GNDB RO 3 14 RE 4 DE 5 VCC 1 16 VISO GNDA 2 15 GNDB NC RO 3 14 VISOIN B RE 4 A DE 5 DI DI 6 CA-IS3092W CA-IS3098W 13 SOIC16-WB 12 Top View (Not to Scale) 11 NC 7 10 SEL GNDA 8 9 GNDB NC 6 CA-IS3092VW CA-IS3098VW 13 SOIC16-WB 12 Top View (Not to Scale) 11 VCCL 7 10 SEL GNDA 8 9 GNDB B A NC 图 6-1 CA-IS309xW 和 CA-IS309xVW 引脚分布 表 6-1 CA-IS309xW 和 CA-IS309xVW 引脚功能描述 引脚名称 引脚编号 CA-IS309xW CA-IS309xVW 类型 VCC 1 1 电源 GNDA RO 2,8 3 2,8 3 地 逻辑输出 RE 4 4 逻辑输入 DE 5 5 逻辑输入 DI 6 6 逻辑输入 NC VCCL1 GNDB 7 -9,15 -7 9,15 无 电源 地 SEL2 10 10 逻辑输入 NC 11,14 11 A 12 12 B 13 13 无 总线 输入/输出 总线 输入/输出 VISOIN -- 14 电源 VISO 16 16 电源 描述 逻辑侧电源,为内部 DC-DC 转换器供电,对于 CA-IS3092/98W 而言,决定逻 辑侧输入引脚判决阈值和输出引脚电平;对于 CA-IS3092/98VW 而言,逻辑 侧输入引脚判决阈值和输出引脚电平由 VCCL 决定。在 VCC 与 GNDA 之间外接 0.1μF 和 10μF 旁路电容,电容需靠近电源引脚安装,间距小于 2mm。 逻辑侧地,逻辑侧信号的地参考点。 接收器数据输出,详见真值表(表 9-1) 。 接收器使能控制,低电平有效。 RE为低时,接收器使能工作;RE 为高时,接收输出为高阻。 驱动器使能控制:高电平有效。 DE 为低电平时,驱动输出为高阻;DE 为高电平时,驱动器使能工作。 驱动器数据输入端,DE 为高电平时,如果 DI 为高电平,则 A 输出高电平,B 输出低电平;如果 DI 为低电平时,则 A 输出低电平,B 输出高电平。 无内部连接。 逻辑侧信号电源,决定逻辑侧输入引脚判决阈值和输出引脚电平。 总线侧地,GNDB 是 RS-485 总线信号的参考点。 VISO 输出电压选择: SEL 接 VISO 时,VISO = 5V; SEL 接 GNDB 或悬空时,VISO = 3.3V。 无内部连接。 RS-485 总线接收器同相输入/驱动器同相输出端。 RS-485 总线接收器反相输入/驱动器反相输出端。 总线侧 RS-485 电源,决定了总线侧输入引脚判决阈值和输出引脚电平,应用 时将该引脚短接至 VISO 引脚。 隔离电源输出,为总线侧供电。在 VISO 与 GNDB 之间外接 0.1μF 和 10μF 旁路 电容,电容需靠近电源引脚安装,间距小于 2mm。 注: 1. VCCL 逻辑电源电压可以与逻辑侧电源电压 VCC 不同。 2. 输出隔离电压选择引脚,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,详见表 9-5。 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 5 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 7. 7.1. 产品规格 绝对最大额定值 1 参数 最小值 最大值 单位 –0.5 6.0 V VCC,VCCL 逻辑侧电源电压 2 2 –0.5 6.0 V VISO,VISOIN 总线侧电源电压 VIO1 –0.5 VCC + 0.53 V 逻辑侧端口电压 DE,DI,RE VIO2 –0.5 VISO + 0.54 V 总线侧端口电压 SEL VBUS –8 13 V 总线侧端口电压 A,B IO –20 20 mA 输出电流 TJ 150 °C 结温 TSTG –65 150 °C 存储温度范围 注: 1. 工作条件等于或超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏。这里给出的是器件额定值,并非工作条件,不能据此推断 产品能否正常工作。器件长期在超出最大额定值条件下工作会影响产品的可靠性,甚至导致产品损坏。 2. 除总线差分输出/输入电压以外,所有电压值均相对于本地接地端(GNDA 或 GNDB) ,并且是峰值电压值。 3. 最大电压不得超过 6V,对于 CA-IS309xVW 版本是相对 VCCL。 4. 最大电压不得超过 6V,对于 CA-IS309xVW 版本是相对 VISOIN。 7.2. ESD 额定值 参数 VESD 静电放电 7.3. 数值 ±6 ±20 ±6 ±2 逻辑侧所有引脚对 GNDA 人体模型(HBM) , 基于 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001。 总线侧引脚 A,B 对 GNDB 总线侧其它引脚对 GNDB 组件充电模式(CDM) ,基于 JEDEC 规范 JESD22-C101, 所有引脚。 单位 kV 建议工作条件 参数 逻辑侧电源电压 逻辑侧 RS-485 电源电压 A,B 引脚电压 A,B 差分输入电压 差分负载电阻 DE,DI 输入阈值逻辑高电平 DE,DI 输入阈值逻辑低电平 RE输入阈值逻辑高电平 最小值 3.15 2.375 –7 –12 54 2.0 –0.3 0.7 × VCC2 VIL RE输入阈值逻辑低电平 –0.3 DR 信号传输速率 TA 环境温度 VCC1 VCCL VOC VID RL VIH VIL VIH CA-IS3092 CA-IS3098 –40 典型值 3.3 或 5.0 3.3 或 5.0 最大值 5.5 5.5 12 12 VCC2 + 0.3 0.8 VCC2 + 0.3 0.3 × VCC2 0.5 20 125 单位 V V V V Ω V V Mbps Mbps °C 注: 1. 任何工作条件下,不支持 3.3V VCC 电源输入,5V VISO 电源输出的应用。 2. 对 CA-IS309xVW 版本是相对 VCCL。 7.4. RθJA 6 热阻信息 热参数 IC 结至环境的热阻 SOIC16-WB(W) 68.5 单位 °C/W Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 隔离特性 7.5. 参数 外部气隙(间隙)1 外部爬电距离 1 隔离距离 相对漏电指数 材料组 CLR CPG DTI CTI IEC 60664-1 过压类别 DIN V VDE V 0884-11:2017-012 VIORM 最大重复峰值隔离电压 VIOWM 最大工作隔离电压 VIOTM 最大瞬态隔离电压 VIOSM 最大浪涌隔离电压 3 表征电荷 4 qpd CIO 栅电容, 输入到输出 5 RIO 绝缘电阻 5 测试条件 输入端至输出端的隔空最短距离 输入端至输出端沿壳体的最短距离 最小内部间隙(内部距离) DIN EN 60112 (VDE 0303-11);IEC 60112 依据 IEC 60664-1 额定电压≤ 300 VRMS 额定电压≤ 400 VRMS 额定电压 ≤ 600 VRMS 交流电压(双极) 交流电压;时间相关的介质击穿 (TDDB)测试 直流电压 VTEST = VIOTM, t = 60s(认证) ; VTEST = 1.2 × VIOTM,t= 1s(100% 产品测试) 测试方法 依据 IEC 60065, 1.2/50μs 波形, VTEST = 1.6 × VIOSM(生产测试) 方法 a,输入/输出安全测试子类 2/3 后, Vini = VIOTM, tini = 60s; Vpd(m) = 1.2 × VIORM, tm = 10s 方法 a,环境测试子类 1 后, Vini = VIOTM, tini = 60s; Vpd(m) = 1.6 × VIORM, tm = 10s 方法 b, 常规测试 (100% 生产测试)和前期 预处理(抽样 测试) Vini = 1.2 × VIOTM, tini = 1s; Vpd(m) = 1.875 × VIORM, tm = 1s VIO = 0.4 × sin(2πft), f = 1MHz VIO = 500 V, TA = 25°C VIO = 500 V, 100°C ≤ TA ≤ 125°C VIO = 500 V at TS = 150°C 污染度 数值 W 8 8 28 >400 II I-IV I-IV I-III 单位 mm mm μm V 1414 1000 1414 VPK VRMS VDC 7070 VPK 6250 VPK ≤5 ≤5 pC ≤5 ~0.5 >1012 >1011 >109 2 pF 5000 VRMS Ω UL 1577 VISO 注: 1. 2. 3. 4. 5. 最大隔离电压 VTEST = VISO , t = 60s(认证) , VTEST = 1.2 × VISO , t = 1s(100% 生产测试) 爬电距离和间隙要求应根据具体应用中特定设备的隔离标准。电路板设计应注意保持爬电和间隙距离,确保隔离器在印刷电路板 上的焊盘不会缩短此距离。印刷电路板上的爬电距离与间隙在某些情况下是相同的。通过在电路板上插入凹槽可以增大这些距离 指标。 该标准仅适用于最大工作额定值范围内的安全电气隔离,应通过适当的保护电路确保遵守安全等级要求。 测试在空气或油中进行,以确定隔离层固有的浪涌抑制。 表征电荷是由局部放电引起的放电电荷(pd) 。 绝缘栅两侧的所有引脚连接在一起,构成双端器件。 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 7 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 7.6. 相关安全认证(申请中) VDE(申请中) 根据 DIN V VDE V 0884-11:2017-01 认证 1000VRMS 增强隔离 证书编号: 8 CSA(申请中) 根据 IEC 60950-1, IEC 62368-1 和 IEC 60601-1 认证 证书编号: UL 基于 UL1577 器 件认证程序 证书编号:ULUS-2125790-1 CQC(申请中) 根据 GB4943.1-2011 认证 TUV(申请中) 根据 EN61010-1:2010 (3rd Ed)和 EN 609501:2006/A2:2013 认证 证书编号: 证书编号: Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 7.7. 电气特性 7.7.1. 驱动器特性 测试时 CA-IS309xVW 版本的 VCC 和 VCCL 短接,VISO 和 VISOIN 短接。除非有额外说明,本表格数据均为推荐工作条件下的测试结果。 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 2.9 IO = 0mA,SEL 为低电平或悬空 |VOD1| V 差分输出电压(无负载) 3.7 4.6 IO = 0mA,SEL 为高电平 RL = 54Ω,SEL 为低电平或悬空; 1.5 2 见图 8-1 |VOD2| V 差分输出电压(带负载) RL = 54Ω,SEL 为高电平; 2.1 3.6 见图 8-1 V |VOD3| 1.5 差分输出电压(带负载) Vtest 从–7V 到 12V;见图 8-1 ∆|VOD| VOC ∆VOC IIH,IIL 差分输出电压变化 共模输出电压 稳态共模输出电压变化 输入漏电流 IOS 驱动器输出短路电流 CMTI 共模瞬变抗扰度 RL = 54Ω 或 100Ω;见图 8-1 DI,DE = 0V 或 VCC DE = VCC, DI = 0V 或 VCC, VA 或 VB = –7V DE = VCC, DI = 0V 或 VCC, VA 或 VB = 12V VCM = 1.5kV;如图 8-6 –0.2 1 –0.2 –20 VISO/2 –150 100 0.2 3 0.2 20 V V V µA 150 mA 150 kV/µs 7.7.2. 接收器特性 测试时 CA-IS309xVW 版本的 VCC 和 VCCL 短接,VISO 和 VISOIN 短接。除非有额外说明,本表格数据均为推荐工作条件下的测试结果。 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 V -0.4 4.8 VCC = 5V,IOH = –4mA CC VOH V 逻辑高电平输出电压 RO VCC-0.4 3 VCC = 3.3V,IOH = –4mA 0.2 0.4 VCC=5V,IOL = 4mA VOL V 逻辑低电平输出电压 RO 0.2 0.4 VCC=3.3V,IOL = 4mA –20 20 IIH VIH = VCC µA 高电平输入漏电流 RE IIL VIT+(IN) VIT-(IN) VI(HYS) II RID 低电平输入漏电流 RE 高电平输入阈值 低电平输入阈值 输入阈值迟滞 总线输入电流 差分输入电阻 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 VIL = 0V –20 –200 VA 或 VB = 12V,其它输入引脚接 0V VA 或 VB = 12V, VCC = 0V,其它输入引 脚接 0V VA 或 VB = –7V,其它输入引脚接 0V VA 或 VB = –7V, VCC = 0V,其它输入引 脚接 0V A,B 20 –110 –140 30 75 125 80 125 –100 –40 –100 –40 96 –50 µA mV mV mV µA kΩ 9 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 7.8. 电源特性 测试时 CA-IS309xVW 版本的 VCC 和 VCCL 短接,VISO 和 VISOIN 短接。除非有额外说明,本表格数据均为推荐工作条件下的测试结果。 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 隔离电源(除非有额外说明,A、B 之间无负载电阻) 4.75 5 5.25 IISO = 0 到 130mA,VCC = 5V,SEL = GNDB 或 VISO VISO V 隔离输出电压 3.13 3.3 3.47 IISO = 0 到 75mA,VCC = 3.3V,SEL = GNDB 130 VCC = 5V,SEL = GNDB 或 VISO A、B 之间 RL = NC2 75 VCC = 3.3V,SEL = GNDB 80 VCC = 5V,SEL = VISO 105 A、B 之间 RL = 100Ω VCC = 5V,SEL = GNDB IISO mA 最大负载可用电流 1 40 VCC = 3.3V,SEL = GNDB 55 VCC = 5V,SEL = VISO 85 A、B 之间 RL = 54Ω VCC = 5V,SEL = GNDB 30 VCC = 3.3V,SEL = GNDB VISO(LINE) 直流线性调整率 VISO(LOAD) 直流负载调整率 EFF 最大负载电流时的效 率 注: 1. 2. IISO = 50mA,VCC = 4.5 到 5.5V,SEL = GNDB 或 VISO IISO = 50mA,VCC = 3.15 到 3.6V,SEL = GNDB IISO = 0 到 130mA,VCC = 5V,SEL = GNDB 或 VISO IISO = 0 到 75mA,VCC = 3.3V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = VISO IISO = 130mA, CLOAD = 0.1μF || 10μF VCC = 5V,SEL = GNDB IISO = 75mA, VCC = 3.3V,SEL = GNDB CLOAD = 0.1μF || 10μF 2 mV/V 1% 53% 42% 47% DE = VCC,RE = 0V,DI = 0V 或 VCC;当 TA>85°C 时,最大负载可用电流应适当降低,可参考图 7.10-14、图 7.10-16 和图 7.10-18; RL = NC 表示 A、B 之间空载。 静态电流,驱动器和接收器使能(DE = VCC,RE = 0V,DI = 0V) VCC = 3.3V,SEL = GNDB A、B 之间空载 VCC = 5.0V,SEL = GNDB VCC = 5.0V,SEL = VISO VCC = 3.3V,SEL = GNDB A、B 之间 RL = 54Ω VCC = 5.0V,SEL = GNDB VCC = 5.0V,SEL = VISO 逻辑侧 ICC 供电电流 VCC = 3.3V,SEL = GNDB A、B 之间 RL = 100Ω VCC = 5.0V,SEL = GNDB VCC = 5.0V,SEL = VISO VCC = 3.3V,SEL = GNDB A、B 之间 RL = 120Ω VCC = 5.0V,SEL = GNDB VCC = 5.0V,SEL = VISO 17 15 18 94 82 140 65 55 93 57 50 83 28 22 28 125 120 200 95 80 135 88 72 120 mA CA-IS3092,平均动态电流,驱动器和接收器使能(DE = VCC,RE = 0V),DI 输入 250kHz、50%占空比方波 VCC = 3.3V,SEL = GNDB A、B 间负载 RL = 54Ω VCC = 5V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = VISO VCC = 3.3V,SEL = GNDB 逻辑侧 ICC A、B 间负载 RL = 100Ω VCC = 5V,SEL = GNDB 供电电流 VCC = 5V,SEL = VISO VCC = 3.3V,SEL = GNDB A、B 间负载 RL = 120Ω VCC = 5V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = VISO 92 85 145 65 60 100 60 55 95 125 120 210 95 85 145 85 80 140 mA CA-IS3098,平均动态电流,驱动器和接收器使能(DE = VCC,RE = 0V),DI 输入 10MHz、50%占空比方波 10 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 A、B 间负载 RL = 54Ω ICC 逻辑侧 供电电流 A、B 间负载 RL = 100Ω A、B 间负载 RL = 120Ω VCC = 3.3V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = VISO VCC = 3.3V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = VISO VCC = 3.3V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = GNDB VCC = 5V,SEL = VISO 68 66 121 55 47 83 50 38 69 107 96 182 87 67 126 79 55 106 mA 7.9. 时序特性 7.9.1. 驱动时序特性 测试时 CA-IS309xVW 版本的 VCC 和 VCCL 短接,VISO 和 VISOIN 短接。除非有额外说明,典型值在 VCC = VCCL = 5V,SEL = VISO 条件下测得。 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 CA-IS3092 100 250 ns tPLH,tPHL 驱动传输延时 5 20 ns tPWD 脉冲宽度失真|tPLH – tPHL| 见图 8-2 150 500 ns tr,tf 输出上升/下降时间 300 800 ns tPZH,tPZL 驱动器使能时间 见图 8-3 tPHZ,tPLZ 20 50 ns 驱动器关断时间 CA-IS3098 20 50 ns tPLH,tPHL 驱动传输延时 3 12.5 ns tPWD 脉冲宽度失真|tPLH – tPHL| 见图 8-2 5 12 ns tr,tf 输出上升/下降时间 20 50 ns tPZH,tPZL 驱动器使能时间 见图 8-3 20 50 tPHZ,tPLZ ns 驱动器关断时间 7.9.2. 接收时序特性 测试时 CA-IS309xVW 版本的 VCC 和 VCCL 短接,VISO 和 VISOIN 短接。除非有额外说明,典型值在 VCC = VCCL = 5V,SEL = VISO 条件下测得。 参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 CA-IS3092 50 100 ns tPLH,tPHL 接收传输延时 12 ns tPWD 脉冲宽度失真|tPLH – tPHL| 见图 8-4 2.5 4 ns tr,tf 输出上升/下降时间 ns tPHZ,tPLZ 20 50 接收器关闭时间 见图 8-5 30 80 tPZH,tPZL ns 接收器使能时间,DE = 0V CA-IS3098 60 120 ns tPLH,tPHL 接收传输延时 8 ns tPWD 脉冲宽度失真|tPLH – tPHL| 见图 8-4 2.5 4 ns tr,tf 输出上升/下降时间 ns tPHZ,tPLZ 20 50 接收器关闭时间 见图 8-5 30 80 tPZH,tPZL ns 接收器使能时间,DE = 0V Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 11 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 140 140 120 120 100 80 60 54Ω 40 空载 100Ω 20 动态电流(mA) 动态电流(mA) 7.10. 典型特性曲线 100 80 60 54Ω 20 0 0 -40 -20 0 20 40 60 80 -40 -20 100 125 环境温度(℃) 54Ω -40 -20 0 空载 100Ω 20 40 60 80 80 70 60 50 40 30 20 10 0 54Ω -40 -20 100 125 -40 -20 0 20 空载 100Ω 40 60 60 80 100 125 0 空载 100Ω 20 40 60 80 100 125 80 100 125 环境温度(℃) 图 7.10-5 器件引脚 A 和 B 之间接不同电阻时的 VCC 平均动态电流 CA-IS3092x,VCC = 3.3V,VISO = 3.3V,DR = 500kbps 图 7.10-4 器件引脚 A 和 B 之间接不同电阻时的 VCC 平均动态电流 CA-IS3098x,VCC = 5V,VISO = 3.3V,DR = 20Mbps 动态电流(mA) 动态电流(mA) 图 7.10-3 器件引脚 A 和 B 之间接不同电阻时的 VCC 平均动态电流 CA-IS3092x,VCC = 5V,VISO = 3.3V,DR = 500kbps 54Ω 40 环境温度(℃) 环境温度(℃) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 20 图 7.10-2 器件引脚 A 和 B 之间接不同电阻时的 VCC 平均动态电流 CA-IS3098x,VCC = 5V,VISO = 5V,DR = 20Mbps 动态电流(mA) 动态电流(mA) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 环境温度(℃) 图 7.10-1 器件引脚 A 和 B 之间接不同电阻时的 VCC 平均动态电流 CA-IS3092x,VCC = 5V,VISO = 5V,DR = 500kbps 12 空载 100Ω 40 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 54Ω -40 -20 0 20 空载 100Ω 40 60 80 100 125 环境温度(℃) 图 7.10-6 器件引脚 A 和 B 之间接不同电阻时的 VCC 平均动态电流 CA-IS3098x,VCC = 3.3V,VISO = 3.3V,DR = 20Mbps Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 0.5 5 Ro输出电压(V) Ro输出电压(V) 6 4 3 2 VCC=5V VCC=3.3V 0.4 VCC=5V 0.3 0.2 0.1 1 0 -40 -20 0 20 40 60 80 0.0 100 125 -40 -20 0 环境温度(℃) 50 50 接收传输延时(ns) 驱动传输延时(ns) 60 tPLH 40 60 80 100 125 图 7.10-8 RO = Low,RO 上拉 4mA 电流 60 40 20 环境温度(℃) 图 7.10-7 RO = High,RO 下拉 4mA 电流 tPHL 30 20 10 40 30 tPLH 20 tPHL 10 0 0 -40 -20 0 20 40 60 80 -40 -20 100 125 0 20 40 60 80 100 125 环境温度(℃) 环境温度(℃) 图 7.10-9 CA-IS3092x 驱动传输延时, VCC = 3.3V,VISO = 3.3V,RL = 54Ω 图 7.10-10 CA-IS3092x 接收传输延时, VCC = 3.3V,VISO = 3.3V,RL = 54Ω 3.5 3.5 3.0 3.0 VCC=5V,VISO=5V 2.5 VCC=5V,VISO=3.3V VOC(V) VOD(V) VCC=3.3V 2.0 2.5 2.0 1.5 1.5 1.0 1.0 VCC=5V,VISO=5V VCC=5V,VISO=3.3V -40 -20 0 20 40 60 80 环境温度(℃) 图 7.10-11 差模输出电压 VOD,RL = 54Ω,VCC = 5V Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 100 125 -40 -20 0 20 40 60 80 100 125 环境温度(℃) 图 7.10-12 共模输出电压 VOC, RL = 54Ω,VCC = 5V 13 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 150 VCC=5V,VISO=5V 60% VISO负载电流(mA) 50% 40% 30% 20% -40℃ 10% 25℃ 85℃ 0% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 50 VCC=3.3,VISO=3.3V -40 VISO负载可用电流(mA) 40% 30% -40℃ 10% 25℃ 85℃ 0% 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 120 100 80 60 40 20 0 -40 40% 30% 20% 25℃ 85℃ 0% 10 20 30 40 50 60 70 VISO负载电流(mA) 图 7.10-17 不同环境温度下的效率随负载电流的变化 VCC = 3.3V,VISO = 3.3V,A 和 B 之间 RL = NC 14 75 VISO负载电流(mA) VCC=3.3V,VISO=3.3V 0 85 105 125 145 VCC=5,VISO=5V VCC=5,VISO=3.3V VCC=3.3,VISO=3.3V -20 0 20 40 60 85 105 125 145 图 7.10-16 VISO 最大负载可用电流随器件环境温度的变化 A 和 B 之间 RL = 100Ω CA-IS3092x:DR = 500kbps,A 和 B 之间 CL = 2nF CA-IS3098x:DR = 20Mbps,A 和 B 之间 CL = 200pF 60% -40℃ 60 环境温度(℃) 图 7.10-15 不同环境温度下的效率随负载电流的变化 VCC = 5V,VISO = 3.3V,A 和 B 之间 RL = NC 10% 40 RL=100Ω VISO负载电流(mA) 50% 20 图 7.10-14 VISO 最大负载可用电流随器件环境温度的变化 A 和 B 之间 RL = NC,CA-IS309x 无发送和接收数据 VCC=5V,VISO=3.3V 20% -20 环境温度(℃) 图 7.10-13 不同环境温度下的效率随负载电流的变化 VCC = 5V,VISO = 5V,A 和 B 之间 RL = NC 50% VCC=5,VISO=5V和VCC=5,VISO=3.3V 0 VISO负载电流(mA) 60% RL=NC 100 140 120 100 80 60 40 20 0 VCC=5,VISO=5V VCC=5,VISO=3.3V VCC=3.3,VISO=3.3V RL=54Ω -40 -20 0 20 40 60 85 105 125 145 环境温度(℃) 图 7.10-18 VISO 最大负载可用电流随器件环境温度的变化 A 和 B 之间 RL = 54Ω CA-IS3092x:DR = 500kbps,A 和 B 之间 CL = 2nF CA-IS3098x:DR = 20Mbps,A 和 B 之间 CL = 200pF Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 VISO 20mV/div 20mV/div VISO 130mA 100mA/div IISO IISO 13mA 5μs/div 120μs/div 图 7.10-19 VCC = 5V,VISO = 5V,A 和 B 之间 RL = NC IISO = 130mA VISO 纹波电压峰峰值:58mV 图 7.10-20 VCC = 5V,VISO = 5V,A 和 B 之间 RL = NC 动态负载电流 IISO:13 mA 阶跃至 130mA, VISO 纹波电压峰峰值:68mV VISO VISO 100mA/div 20mV/div 20mV/div 130mA IISO 100mA/div IISO 13mA 120μs/div 5μs/div 图 7.10-21 VCC = 5V,VISO = 3.3V,A 和 B 之间 RL = NC IISO = 130mA VISO 纹波电压峰峰值:51mV 图 7.10-22 VCC = 5V,VISO = 3.3V,A 和 B 之间 RL = NC 动态负载电流 IISO:13mA 阶跃至 130mA VISO 纹波电压峰峰值:58mV VISO VISO 100mA/div 20mV/div 20mV/div 75mA IVISO 100mA/div IVISO 7.5mA 5μs/div 120μs/div 图 7.10-23 VCC = 3.3V,VISO = 3.3V,A 和 B 之间 RL = NC IISO = 75mA VISO 纹波电压峰峰值:40mV 图 7.10-24 VCC = 3.3V,VISO = 3.3V,A 和 B 之间 RL = NC 动态负载电流 IISO:7.5mA 阶跃至 75mA VISO 纹波电压峰峰值:42mV Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 100mA/div 15 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 8. 参数测试电路 VCC DE DI = 0V或VCC 375Ω VCC RL/2 =27Ω B DI = 0V或VCC VOD RL/2 =27Ω A GNDA CL DE B VOD Vtest RL A VOC GNDB 375Ω GNDB 图 8-1 驱动器直流特性测试电路 VCC VCC VIN DE B DI 信号 发生器 RL =54Ω VOD VIN 0V tPLH CL =50pF A 50Ω 50% tPHL 90% 50% 10% VOD tr GNDA tf 图 8-2 驱动器传输延时测试电路与波形 B S1 DI DE 信号 发生器 A VO VCC CL =50pF RL =110Ω VIN 50Ω VIN 50% 0V tPZH VO 90% 50% VOH 0V tPHZ VISO RL =110Ω B S1 DI DE 信号 发生器 VIN A CL =50pF VO VCC VIN 50% tPZL VO 50Ω 0V tPLZ VISO 50% 10% VOL 图 8-3 驱动器使能与禁止时间测试电路与波形 16 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 3V A 信号 发生器 VIN RO 50Ω 1.5V VO CL =15pF B RE GNDB VIN 50% tPLH 90% 50% 10% VO GNDA 0V tPHL tr 0V VOH VOL tf 图 8-4 接收器传输延时测试电路与波形 VCC 1.5V 0V A RO VO B RE 信号 发生器 1kΩ S1 CL =15pF VCC 50% 0V tPZH GNDA VIN VIN VO tPHZ 90% 50% VOH 0V 50Ω GNDA VCC 0V 1.5V A RO VO B RE 信号 发生器 1kΩ S1 CL =15pF VO 50Ω VCC 50% tPZL GNDA VIN VIN 0V tPLZ 50% VCC 10% VOL GNDA 图 8-5 接收器使能与禁止时间测试电路与波形 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 17 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 10μF VCC VCC/VCCL VISO DE VISOIN 0.1μF 0.1μF A GNDA DI B GNDA 10μF + GNDB 54Ω VOH or VOL - RO + 1kΩ - 15pF RE GNDA GNDB Vcm 图 8-6 半双工收发器共模抑制比(CMTI)测试电路 18 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 9. Version 1.09, 2023/05/23 详细说明 CA-IS309x 隔离式半双工 RS-485 收发器内部集成低电磁辐射、高效率的隔离式 DC-DC 转换器为总线侧供电,省去 了外部隔离电源,同时器件内部的逻辑输入与输出缓冲器之间通过二氧化硅(SiO2)绝缘栅隔离,采用 5V 或者 3.3V 单 电源供电,仅需少数几个旁路电容即可实现完备的信号与电源隔离 RS-485 解决方案。CA-IS309x 器件可靠的隔离特性、 高等级的 ESD 保护能力以及优异的共模瞬态抗扰度能够确保在嘈杂恶劣的环境中实现可靠的数据传输,适用于电机驱 动、PLC 通信模块、光伏逆变器等广泛的工业应用场景。该系列收发器通过两种机制避免在发生总线故障或总线冲突 时出现大功率消耗:首先是驱动器具有限流保护功能,即在所允许的共模电压范围内一旦发生输出短路,驱动器输出 会限流;其次是热关断保护,一旦检测到器件结温超过热关断阈值,驱动器禁用,降低损耗。CA-IS309x 器件提供 DCDC 转换器和 RS-485 收发器供电独立的版本(CA-IS309xVW) ,便于逻辑侧与低压控制电路的信号交互。 逻辑输入 CA-IS309x 器件的逻辑侧包含三个数字输入:接收器使能控制RE、驱动器使能控制 DE 和驱动器逻辑输入 DI。其中, 驱动器使能控制引脚 DE 在内部下拉至 GNDA,驱动器逻辑输入 DI 和接收器使能控制RE引脚在内部上拉至 VCC,等效电 路如图 9-1 所示。 9.1. VCC VCC VCC VCC VCC 1.5MOhm DE DI,RE 1.5MOhm 图 9-1 逻辑输入等效电路 接收器 RS-485 接收器将来自总线(A 和 B)的差分信号转换为逻辑侧的单端输出,提供给后级的控制器。使能控制信号 RE置为低电平时,接收器使能;RE置为高电平时,接收器禁用。CA-IS309x 器件接收器真值表如表 9-1 所示。 9.2. 在接收机使能的情况下,当差分输入电压 VID = VA – VB 大于等于高电平输入阈值 VTH+(IN)时,接收器输出 RO 变为 高电平;当 VID 小于等于低电平输入阈值 VTH-(IN)时,接收机输出 RO 变为低电平。 如果 VID 在 VTH+(IN)和 VTH-(IN)之间,则 RO 输出不确定。 当接收器禁用时,RO 输出为高阻态。接收器使能控制RE引脚在内部弱上拉至 VCC(对 CA-IS309xVW 版本则是 VCCL) ,开路时接收器禁用。 当收发器与总线断开连接(开路) ,总线线路彼此短路或总线空闲时,接收机输入的内部偏置会导致输出 RO 变 为故障安全高电平,省去了外部失效保护偏置电阻。 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 19 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 表 9-1 接收器真值表 1 总线差分输入:VID = (VA – VB) 接收器使能 (RE) 接收器输出 (RO) VTH+(IN) ≤ VA – VB L H VTH-(IN) < VA – VB < VTH+(IN) L 不确定 VA – VB ≤ VTH-(IN) L L X H Hi-Z 开路/短路/空闲 L X 注: 1. X = 无关;H = 高电平;L = 低电平;Hi-Z = 高阻。 2. RE内部弱上拉至 VCC(对 CA-IS309xVW 版本则是 VCCL) 。 开路 H 2 Hi-Z 驱动器 RS-485 驱动器将本地控制器提供的单端输入信号(DI)转换成差分输出(A 和 B),用于总线信号传输。CAIS309x 器件驱动器真值表如表 9-2 所示。驱动器提供输出限流保护和热关断功能。DE 引脚内部弱下拉,当该引脚开 路时,驱动器禁用。CA-IS309x 的驱动器输入 DI 引脚内部弱上拉,当驱动器使能时,如果 DI 开路,驱动器输出高电 平。 9.3. 表 9-2 驱动器真值表 1 总线输出 驱动器逻辑输入 驱动器使能 (DI) (DE) A H H H L L H L H X L Hi-Z Hi-Z X 开路 Hi-Z Hi-Z 开路 2 H H L 2 B 注: 1. X = 无关;H = 高电平;L = 低电平;Hi-Z = 高阻。 2. DE 内部弱下拉至 GNDA,DI 内部弱上拉至 VCC(对 CA-IS309xVW 版本则是 VCCL) 。 20 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 9.4. Version 1.09, 2023/05/23 欠压保护 CA-IS309xW 器件供电电源 VCC ,不同电压状态下,输出引脚状态如下表。 表 9-3 CA-IS309xW 不同电压模式下输出引脚状态 RO 电源电压 VCC (V) A和B PD 高阻 高阻 PU 正常 正常 注:PU = 上电 (VCC ≥ VCC(UVLO+)); PD = 断电(VCC ≤VCC(UVLO-)) CA-IS309xVW 器件有两路供电电源,VCC ,VCCL,不同电压状态下,输出引脚状态如下表。 表 9-4 CA-IS309xVW 不同电压模式下输出引脚状态 VCCL (V) 电源电压 VCC (V) A和B PD PD 高阻 PD PU 高阻 PU PD 正常 PU PU 正常 注:PU = 上电 (VCC/L ≥ VCC(UVLO+)); PD = 断电(VCC/L ≤VCC(UVLO-)) RO 高阻 高阻 高阻 正常 VISO 输出电压 如表 9-5 所示,当 VCC 输入电压为 5V 时,通过 SEL 引脚的接线方式,VISO 输出电压可设置为 5V 或者 3.3V;当 VCC 输入电压为 3.3V 时,VISO 输出电压只能选择 3.3V,禁止输出设置为 5V。 9.5. 表 9-5 VISO 输出电压真值表 1 电源电压 VCC (V) 4.5~5.5 3.15~3.6 4.5~5.5 注: 1. 2. 3. SEL2 短接到 VISO 短接到 GNDB 短接到 GNDB VISO (V) 5 3.3 3.3 不建议在工作中将 DC-DC 转换器配置成输出电压 VISO 高于输入电压 VCC,例如 VCC = 3.3V,SEL 短接至 VISO。 SEL 引脚内部弱下拉至 GNDB, 对于 VISO = 3.3V,在较强噪声系统应用场景中,SEL 引脚应该直接短接到 GNDB。 在启动前将 SEL 引脚配置好,可根据需要连接至 VISO 或 GNDB,器件启动过程中禁止改变 SEL 的电平。 最大负载可用电流 IISO 表 9-6 列举了器件在常温下不同输出隔离电压和 A、B 之间接不同负载电阻时最大负载可用电流。当输出电压 VISO 为 5V 时,若总线 A 和 B 之间接入 54Ω 电阻,此时总线端自身消耗的负载电流约为 75mA, VISO 输出电压最多可以外供 55mA 电流。需要注意的是,上述电流是在常温(TA = 25°C)下的数据,当温度超过 85°C 时,最大负载可用电流以应 适当降低,请在应用的时候加以考虑,详细参考图 7.10-14、图 7.10-16 和图 7.10-18 关于最大负载可用电流随器件环境 温度变化的曲线。 9.6. 对于 CA-IS3098W/CA-IS3098VW,上述图中曲线的前提条件是器件的通讯速率与总线 A 和 B 之间的电容乘积小于 0.5Mbps × 2nF。在实际应用中,若器件的通讯速率与总线 A 和 B 之间的电容乘积大于 0.5Mbps × 2nF,器件本身消耗的 电流会增大,此时应考虑降低 VISO 可以外供的最大负载电流。同理对 CA-IS3098W/CA-IS3098VW,上述乘积的阈值为 20Mbps × 200pF。 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 21 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 表 9-6 总线带载时不同输出隔离电压 VISO 的最大负载可用电流 IISO @ TA = 25°C 电源电压 VCC (V) 4.5~5.5 4.5~5.5 3.15~3.6 4.5~5.5 4.5~5.5 3.15~3.6 4.5~5.5 4.5~5.5 3.15~3.6 注: 1. 22 VISO (V) 5 3.3 3.3 5 3.3 3.3 5 3.3 3.3 A 和 B 之间负载 RL (Ω) NC1 100 54 IISO (mA) 130 130 75 80 105 40 55 85 30 NC 表示总线端 A 和 B 空载。 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 9.7. 保护功能 9.7.1. 信号隔离与电源隔离 CA-IS309x 器件内部集成数字隔离器,采用基于开关键控(OOK)调制的电容隔离技术,在逻辑侧与总线侧之间构 建高达 5kVRMS 的电气隔离,允许两侧电路工作在不同的电源域;内部集成的 DC-DC 转换器则提供电源隔离,可通过配 置 SEL 引脚产生 3.3V 或 5V 输出用作总线侧供电,仅需少数几个旁路电容即可形成完备的 RS-485 通信接口,便于进一 步简化隔离接口的设计。 9.7.2. 热关断 当 CA-IS309x 器件的结温超出热关断门限 TJ(shutdown)(180°C,典型值)时,VISO 输出电压为 0V,驱动器输出进入高 阻态。一旦器件结温恢复到正常温度范围(160°C,典型值),器件自动退出热关断状态,VISO 和驱动器输出均恢复到 正常状态。 9.7.3. 限流保护 CA-IS309x 器件的驱动器还提供输出短路保护,在整个共模电压范围内,一旦发生输出短路到正压或负压,驱动器 将限制输出电流,此时有可能消耗较大的电源电流使器件结温升高,触发热关断功能,为输出短路提供了二次防护。 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 23 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 10. 应用信息 10.1. 概述 CA-IS309x 系列产品提供隔离式半双工 RS-485 收发器,用于支持异步数据传输。对于半双工收发器,用户可以通 过驱动器和接收器的使能控制引脚配置收发器的工作模式,确保在任何时刻总线上处于发送状态的节点不会多于一个, 以避免总线冲突。CA-IS309x 器件内部 DC-DC 转换器在工作时会在电源引脚产生较大的峰值电流,为避免 VCC、VISO 电压 出现不稳定,建议在每个电源引脚分别使用 0.1μF 和 10μF 的去耦电容。CA-IS309xVW 版本的 VCCL 和 VISOIN 分别是逻辑侧 和总线侧的 RS-485 收发器的电源引脚,与内部 DC-DC 转换器的输入 VCC 和输出电压 VISOIN 分开,建议分别对 GNDA 和 GNDB 接 1μF 电容,稳定供电电压。典型应用电路如图 10-1,图中终端匹配电阻 RT 安装在总线的主机端和距离最远的 节点处,该电阻的值应该与电缆的特性阻抗 ZO 相匹配,通常为 120Ω。为确保 CA-IS309x 器件正常启动,建议在 CAIS309x 器件的上电过程中,驱动器不要进行数据发送,等上电结束后再进行正常的数据发送。 0.1μF PMU 1 2 1μF 3.3V 7 8 RXD GPIO1 MCU GPIO2 TXD 3 4 5 6 VCC VISO GNDA GNDB VCCL VISOIN GNDA A Isolation Barrier CA-IS309xVW RO 16 0.1μF 15, 9 14 1μF 12 RT B 10μF To BUS 10μF 5V 13 RE DE DI SEL 10 图 10-1 典型应用电路 24 Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW 上海川土微电子有限公司 Version 1.09, 2023/05/23 10.2. 典型应用 RS-485 总线是在同一总线上并行连接多个收发器,实现多节点间的远距离数据传输。图 10-2 是典型的半双工 RS-485 通信网络配置。 隔离栅 DI A 120Ω 120Ω B B DI 隔离栅 RE A RS-485 收发器 RO RS-485 收发器 DE RE RO DI RE RO DE 隔离栅 DI 隔离栅 RE RS-485 收发器 RO RS-485 收发器 DE A B B A DE 图 10-2 典型半双工 RS-485 通信网络 在实际应用中,RS-485 通信网络的最高数据速率和最远传输距离均受限于所使用的电缆、总线上的负载、节点 数、网络拓扑等因素,在实际设计中需要考虑信号在电缆上的传输损耗、时间延迟、网络不匹配/不均衡、节点间的 地电位差等因素,为网络配置留出一定的裕量。为降低信号反射,在总线网络中需要考虑匹配问题,通常在总线相 距最远的两个端点接匹配电阻,阻值为双绞线的特征阻抗(ZO),典型值为 120Ω。分支节点与总线的距离应尽可能 短。 10.3. 256 个总线节点 RS-485 总线允许挂接的最大收发器的个数取决于系统的总体负载,任何器件连接到总线上时都将引入额外的总 线负载。RS-485 总线负载通常以“单位负载”计量,根据 RS-485 标准,一对特征阻抗为 120Ω(或更大)的双绞线, 总线上可以挂接 32 个接收器阻抗为“单位负载”的收发器,单位负载阻抗为 12kΩ。CA-IS309x 系列器件的接收器输 入阻抗为 1/8 单位负载,即 96kΩ,一对通信总线上允许挂接的收发器数量可以达到 32 x 8 = 256 个。 10.4. PCB 布板 为确保器件在任何数据速率下可靠工作,建议在 VCC 与 GNDA、VISO 与 GNDB 之间外接不小于 10μF 的去耦电容。电 容应紧靠器件相应的电源引脚放置。实际应用中,输入和输出电容为 10μF 和 0.1μF 电容并联,且 0.1μF 电容靠近器件 引脚摆放,距离控制在 2mm 以内。 PCB 板上输入、输出电容和器件必须放在器件同一层,不要将电容和器件放在不同层并且通过过孔相连。CAIS309xVW 的 VCCL 和 VISOIN 分别是逻辑侧和总线侧的 RS-485 收发器的电源引脚,需要分别对 GNDA 和 GNDB 接 1μF 电容, Copyright © 2020, Chipanalog Incorporated 上海川土微电子有限公司 25 CA-IS3092W, CA-IS3092VW, CA-IS3098W, CA-IS3098VW
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