概述
LTM2881 是一款完整的電流隔離型全雙工 RS485 / RS422 μModule^?^ 收發(fā)器。 它無需使用外部元件。 單個電源通過一個集成、隔離、低噪聲、高效 5V 輸出 DC/DC 轉(zhuǎn)換器為接口的兩側(cè)供電。

耦合電感器和一個隔離電源變壓器在線路收發(fā)器和邏輯接口之間提供了 2500VRMS 的隔離。 該器件非常適合于那些接地環(huán)路斷開的系統(tǒng)，允許很大的共模電壓變化。 在共模瞬變 >30kV/μs 的情況下，可以保證不間斷的通信。

在轉(zhuǎn)換速率受限的模式中，最大數(shù)據(jù)速率為 20Mbps 或 250kbps。 發(fā)送數(shù)據(jù) DI 和接收數(shù)據(jù) RO 利用事件驅(qū)動型低抖動處理來實現(xiàn)。 接收器具有一個 1/8 單位負載，每根總線能夠支持多達 256 個節(jié)點。 一個邏輯電源引腳提供了與 1.62V 至 5.5V 的不同邏輯電平的簡易連接，這與主電源無關(guān)。

增強的 ESD 防護能力使得該器件能夠承受高達 ±15kV 人體模型 (在至隔離電源的收發(fā)器接口引腳上) 和 ±10kV (通過至邏輯電源的隔離勢壘)，而不會發(fā)生閉鎖或受損現(xiàn)象。
數(shù)據(jù)表：*附件：LTM2881完整的隔離型RS485 RS422 μModule收發(fā)器和電源技術(shù)手冊.pdf

應(yīng)用

• 隔離型 RS485 / RS422 接口
• 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)
• 斷開 RS485 接地環(huán)路
• 隔離型 PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)

特性

• RS485 / RS422 收發(fā)器：2500V ~RMS ~ (對于一分鐘)
• UL-CSA 認(rèn)證文檔 #E151738
• CSA 元器件驗收通知 5A
• 隔離的 DC 電源: 5V (高達 200mA)
• 無需外部元件
• 20Mbps 或低 EMI 250kbps 數(shù)據(jù)速率
• 高 ESD 防護：±15kV HBM (在收發(fā)器接口)
• 可承受的高共模瞬變：30kV/μs
• 集成可選 120Ω 終端
• 3.3V (LTM2881-3) 或 5.0V (LTM2881-5) 工作
• 用于提供靈活數(shù)字接口的 1.62V 至 5.5V 邏輯電源引腳
• 最大連續(xù)工作電壓：560VPEAK
• 高輸入阻抗故障保險 RS485 接收器
• 電流限制驅(qū)動器和熱停機
• 與 TIA/EIA-485-A 和 PROFIBUS 規(guī)格相兼容
• 在內(nèi)部故障條件下提供高阻抗輸出
• 低電流停機模式 (<10μV)
• 通用型 CMOS 隔離通道
• 小外形的扁平 (15mm x 11.25mm) 表面貼裝型 BGA 和 LGA 封裝

典型應(yīng)用

引腳配置描述

引腳功能

邏輯側(cè)（V_{CC}、V_{L}、GND）

• D_{OUT}（引腳 A1） ：通用邏輯輸出。通過隔離路徑與 D_{IN} 連接的邏輯輸出。在隔離通信故障時，D_{OUT} 處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• TE（引腳 A2） ：終端使能。邏輯高電平時，使能引腳 A 和 B 之間的終端電阻（通常為 120Ω ）。
• DI（引腳 A3） ：驅(qū)動器輸入。若驅(qū)動器輸出使能（DE 為高電平），則 DI 控制驅(qū)動器輸出。DI 為低電平時，使非反相輸出（Y）為低電平，反相輸出（Z）為高電平；DI 為高電平時，使非反相輸出（Y）為高電平，反相輸出（Z）為低電平，且驅(qū)動器輸出使能。
• DE（引腳 A4） ：驅(qū)動器使能。邏輯低電平時，禁用驅(qū)動器，使輸出 Y 和 Z 處于高阻抗?fàn)顟B(tài)；邏輯高電平時，使能驅(qū)動器。
• overline{RE}（引腳 A5） ：接收器使能。邏輯低電平時，使能接收器輸出；邏輯高電平時，使 RO 處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• RO（引腳 A6） ：接收器輸出。若接收器輸出使能（overline{RE} 為低電平），且 A - B > 200mV ，則 RO 為邏輯高電平；若 A - B < -200mV ，則 RO 為邏輯低電平。若接收器輸入未使能、短路、端接或無有效信號，RO 為高電平。在隔離通信故障時，RO 處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• V_{L}（引腳 A7） ：邏輯電源。為引腳 RO、overline{RE}、TE、DI、DE、D_{OUT} 和 ON 提供接口電源。推薦工作電壓為 1.62V 至 5.5V ，內(nèi)部用 2.2μF 電容去耦至 GND。
• ON（引腳 A8） ：使能。使能通過隔離柵的電源和數(shù)據(jù)通信。ON 為高電平時，器件使能，電源和通信功能正常；ON 為低電平時，邏輯側(cè)處于復(fù)位狀態(tài)，隔離側(cè)未上電。
• GND（引腳 B1 - B5） ：電路地。
• V_{CC}（引腳 B6 - B8） ：電源電壓。LTM2881 - 3 推薦工作電壓為 3V 至 3.6V ；LTM2881 - 5 推薦工作電壓為 4.5V 至 5.5V 。內(nèi)部用 2.2μF 電容去耦至 GND。

隔離側(cè)（V_{CC2}、GND2）

• D_{IN}（引腳 L1） ：通用隔離邏輯輸入。相對于 V_{CC2} 和 GND2 的隔離側(cè)邏輯輸入。D_{IN} 為邏輯高電平時，使 D_{OUT} 為邏輯高電平；D_{IN} 為邏輯低電平時，使 D_{OUT} 為邏輯低電平。
• overline{SLO}（引腳 L2） ：驅(qū)動器壓擺率控制。輸入為低電平時（相對于 GND2 ），使驅(qū)動器進入降低的慢擺率模式，以減少 EMI；輸入為高電平時（相對于 GND2 ），使驅(qū)動器進入全速模式，以支持最大數(shù)據(jù)速率。
• Y（引腳 L3） ：非反相驅(qū)動器輸出。驅(qū)動器禁用時，呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• Z（引腳 L4） ：反相驅(qū)動器輸出。驅(qū)動器禁用時，呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• B（引腳 L5） ：反相接收器輸入。在 TE 為低電平或未上電的接收模式下，阻抗 > 96kΩ 。
• A（引腳 L6） ：非反相接收器輸入。在 TE 為低電平或未上電的接收模式下，阻抗 > 96kΩ 。
• V_{CC2}（引腳 L7 - L8） ：隔離電源電壓輸出。由隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器從 V_{CC} 內(nèi)部產(chǎn)生并穩(wěn)壓至 5V ，內(nèi)部用 2.2μF 電容去耦至 GND2。
• GND2（引腳 K1 - K8） ：隔離側(cè)電路地。這些焊盤應(yīng)連接到隔離地和/或通信屏蔽。

典型性能特征

框圖

應(yīng)用信息

PROFIBUS 應(yīng)用

LTM2881 可用于需要隔離的 PROFIBUS - DP 網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)準(zhǔn) PROFIBUS 終端與 RS485 終端不同，如圖 15 所示。在該終端中，內(nèi)部終端應(yīng)保持禁用（置為低電平），這樣當(dāng)總線空閑時，390Ω 電阻不會使總線預(yù)偏置。LTM2881 采用全差分接收器，輸出預(yù)偏置電阻并非必需，因此可使用非標(biāo)準(zhǔn) RS485 終端電阻，無需控制和 overline{TE} 。

如圖 15 所示，V_{CC2} 為外部終端電阻提供隔離電源。在 LTM2881 用于 PROFIBUS 應(yīng)用時，建議將額外的 PROFIBUS 終端連接到 V_{CC2} ，以維持規(guī)定的驅(qū)動器輸出擺幅。

PCB 布局注意事項

LTM2881 的布局集成化使 PCB 布局非常簡單。不過，為優(yōu)化電氣隔離、EMI 和熱性能，仍需注意一些布局要點：

• 在 V_{CC} 電流超過 300mA 的重負載條件下，必須使用厚銅（Heavy copper）來確保電阻損耗不會使電源電壓降至最低允許值以下。同理，V_{CC2} 和 GND2 導(dǎo)體必須足夠粗，以支持任何外部負載電流。厚銅走線還有助于通過熱傳導(dǎo)降低熱應(yīng)力和提高熱可靠性。
• 無需進行輸入和輸出去耦，因為這些組件已集成在封裝內(nèi)。建議額外并聯(lián)一個 6.8μF、ESR 低的大容量電容，用于抑制熱插拔引起的電壓尖峰和最小化電壓紋波。對于 EMI 敏感應(yīng)用，建議在電源和接地端盡可能靠近的位置額外并聯(lián) 1μF 至 4.7μF、ESL 低的陶瓷電容。或者，可并聯(lián)多個小容量陶瓷電容，以實現(xiàn)相同的總電容。
• 請勿在內(nèi)部焊盤列之間的 PCB 上鋪設(shè)銅。該隔離區(qū)域必須保持空白，以承受額定隔離電壓。
• 對于對 EMI 要求不高的應(yīng)用，建議為 GND 和 GND2 使用實心接地層，以實現(xiàn)最佳信號完整性、熱性能，并最大程度減少因未接地 PCB 走線傳導(dǎo)引起的 RF 輻射。在 EMI 要求嚴(yán)格的情況下，不連續(xù)的接地層（在 GND 和 GND2 之間形成類似偶極天線的結(jié)構(gòu)）會輻射差分電壓，因此建議盡量減小接地層的開口或分割，可使用連續(xù)平面，因為任何開口或分割都可能加劇 RF 輻射。
• 對于大 GND 到 GND2 平面間距（≤ 330pF 從 GND 到 GND2 ），在模塊下方的基板中嵌入一個離散電容，可提供低阻抗電流返回路徑，顯著降低差模電壓和任何射頻頻率發(fā)射。離散電容的效果不如寄生電容，且受電壓額定值、漏電和電介質(zhì) ESL 的限制。在 PCB 疊層范圍內(nèi)，應(yīng)考慮在靠近理想電容的位置嵌入該電容，并消除組件。不過，必須謹(jǐn)慎應(yīng)用這兩種技術(shù)，以確保隔離柵的電壓額定值不受影響。