4種RS485隔離通訊方案

RS485具有抗干擾能力強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)智能儀表，通訊設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)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(chǔ)上增加隔離性能，使得電路具有更強(qiáng)的抗干擾性和系統(tǒng)穩(wěn)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(dāng)485通信接口外部節(jié)點(diǎn)連接高壓時(shí)，極易損壞后端電路，甚至可能會(huì)在使用端產(chǎn)生觸電；

當(dāng)485通信節(jié)點(diǎn)距離太遠(yuǎn)時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的參考地都接于本地的大地，當(dāng)兩端大地之間存在較大的壓差時(shí)，地電勢(shì)會(huì)以共模電壓的方式疊加在信號(hào)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?xí)p壞后端電路

當(dāng)距離較遠(yuǎn)的485通信節(jié)點(diǎn)之間的地平面利用線纜進(jìn)行連接時(shí)（如485屏蔽電纜），地線會(huì)和大地形成地環(huán)路，該環(huán)路會(huì)耦合外部共模噪聲，并產(chǎn)生地環(huán)路電流，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路系統(tǒng)失效。

2.隔離RS485方案

首先不管哪種方案，要實(shí)現(xiàn)隔離485通訊，必須有個(gè)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(gè)光耦實(shí)現(xiàn)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(shù)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(shù)字隔離芯片媲美,如ADuM1301，三通道數(shù)字隔離器，最大通訊速率可達(dá)幾十Mbps（一般485通訊也用不到這么高的速率）。而且相對(duì)于光耦，PCB面積更小，但成本也相對(duì)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(shí)現(xiàn)，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(zhuǎn)換芯片集成在一起，如ADI的ADM2483、TI的ISO1410、國產(chǎn)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(yīng)用，價(jià)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(dú)的隔離電源模塊，還有一種方案是在芯片中實(shí)現(xiàn)了電源隔離和信號(hào)隔離，如ISOW7841。該芯片集成隔離電源功能，可對(duì)外提供3.3V或5V電源，輸出電流可達(dá)幾十到100mA，可以給通用的485電平轉(zhuǎn)換芯片供電。該方案與2.2介紹的類似，只是不再需要單獨(dú)的隔離電源，可以進(jìn)一步減小PCB面積，但成本也較高。

3.總結(jié)

總的來說，集成式的485隔離芯片的方案能滿足大部分應(yīng)用，性價(jià)比最高。

審核編輯：湯梓紅