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485接口芯片 恶劣环境也能高效通信,大疆都在用的RS485通信芯片你还不来看看

小编 2024-11-24 特殊封装 23 0

恶劣环境也能高效通信,大疆都在用的RS485通信芯片你还不来看看

前言

RS-485作为一种高效且可靠的双向半双工通信协议,是一类用于多点串行连接的电路标准。RS-485的一大亮点在于其强大的连接能力。它能够同时连接多达32个接口设备和32个接收器,这一特点使其在处理复杂网络结构时显得尤为得心应手。同时RS-485协议还具备支持最高10Mbps的高速数据传输,并且其通讯距离可达1,200米,即使在较远的距离内,也能确保数据的稳定传输。

另外,RS-485协议还具有出色的抗干扰能力。这一特性使其在复杂的电磁环境中仍能保持稳定的通信效果,有效避免了外界干扰对数据传输的影响。这一特性使得RS-485在户外电源这类大功率设备中得到了广泛应用。最近在大疆、隆鑫、移族等知名品牌的大功率户外电源拆解案例中,我们均发现RS-485通信芯片的身影。这些芯片凭借卓越的抗干扰能力,确保了户外电源在暴晒、高温等恶劣环境下与锂电池组的稳定通信,为用户提供了更加可靠的使用体验。

RS485通信芯片在近期户外电源的应用

文中出现的几款RS485通信芯片的部分参数如图所示,下文小编将为您详细介绍。

3PEAK思瑞浦TPT75176H

思瑞浦TPT75176H RS485收发器芯片具备15kV ESD保护,10Mbps传输速率和全故障保护。该芯片需要3V~5.5V电源,在5V 电源条件下可提供至少 2.1V 的差分输出电压。该芯片Rx输入采用 "全故障安全 "设计,确保在Rx输入浮动、短路或终止但未驱动的情况下,Rx输出为逻辑高电平。TPT75176H 采用SOP8、MSOP8和DFN3X3-8L 封装,工作温度范围为 -40°C 至 +125°C。

应用案例

DJI大疆512Wh 1000W户外电源POWER 500

DJI POWER 500户外电源采用低调的灰黑色壳体,配合单侧提手,日常携带收纳方便。在户外电源侧面设有显示面板和连接接口,机身两面设有排风口配合风扇为逆变模块散热。户外电源内置512Wh磷酸铁锂电池,双向逆变模块支持1000W输出功率,USB-C接口支持100W充放电,SDC接口支持300W充电。

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DJI大疆2200W 1024Wh户外电源Power 1000

大疆DJI POWER 1000户外电源采用低调的灰色壳体,两侧上方设有把手。户外电源正面设有显示面板和连接接口,两侧设有散热风扇为逆变模块散热。户外电源内置1024Wh磷酸铁锂电池,双向逆变支持1200W充电输入和2200W逆变输出,USB-C接口支持140W快充,SDC接口支持大疆飞行器电池快速充电。

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3PEAK思瑞浦 TP8485E

3PEAK思瑞浦TP8485E用于RS485通讯,需要3V~5.5V电压供电,供电收发器内置ESD保护功能,符合RS-485、RS-422标准,数据传输速率为250 kbps,采用SOIC-8和MSOP-8封装,工作温度范围为 -40°C 至 125°C。该芯片Rx输入同样采用 "全故障安全 "设计,确保在Rx输入浮动、短路或终止但未驱动的情况下,Rx 输出为逻辑高电平。

应用案例

EHOM隆鑫600W 512Wh户外电源

隆鑫通用推出了一款EHOM品牌EP600-2户外电源,这款户外电源内置512Wh磷酸铁锂电池,实测整机重量约为8公斤。户外电源额定输出功率为600W,峰值输出功率为1200W,SpurFlux输出功率为1600W,为纯正弦波输出,并具备两个新国标五孔输出接口。

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ETAKER移族2000W 2009Wh户外电源 墨M2000

充电头网拿到了移族推出的M2000户外电源,这款户外电源采用准固态电池,单机容量为2度电,额定交流输出功率为2kW,两台户外电源联机为4度电,支持4kW功率输出。户外电源内置双向逆变模块,内置氮化镓器件,提升转换效率并降低发热。户外电源具备电池预热功能,在零下30度环境下可以正常充放电使用。

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Mornsun金升阳SCM3406ASA

金升阳SCM3406ASA是为RS-485通信设计的一款半双工增强型收发器,且完全符合TIA/EIA-485A标准。它采用3VDC-5.5V电源供电,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,满足多节设计需求、总线传输率高达10Mbps。SCM3406A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承受能力高达15kV,采用SOP-8封装。

应用案例

LONCIN隆鑫1650W 1024Wh便携式户外电源

隆鑫EP1650-3户外电源采用塑料壳体组装而成,在机身顶部两侧设有把手。户外电源正面设有显示面板,USB快充接口和AC逆变输出接口,并设有LED补光灯。户外电源内置1024Wh磷酸铁锂电池,双向逆变支持1200W充电输入和1650W逆变输出,USB-C接口支持100W快充,且均为独立设计。

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充电头网总结

充电头网了解到,户外电源系统的智能化和可靠性已成为用户选择产品的核心要素。在这一前提下,文中提到的思瑞浦TPT75176H、TP8485E以及金升阳SCM3406ASA三款RS485通信芯片作为与电池组通信的核心组件,在户外电源领域有着非常广泛的应用。这些芯片具备高速数据传输能力,同时能够在恶劣的户外环境中提供强大的抗静电冲击保护,确保电源系统能够在各种极端条件下稳定运行。

选用RS485通信芯片可以提升了户外电源系统的整体性能,增强了产品的安全性和可靠性,为消费者户外露营、室外拍摄等大功率用电场景提供强有力的支撑。可以说当今在户外电源领域中选择RS485通信芯片是当下权衡成本以及性能的较优解决方案。

常见的485接口电路和保护电路(含实际应用参数)

RS-485总线标准是工业系统设备上应用最为广泛的物理层协议之一。RS-485的主要特点:支持远距离传输,长达4000英尺;双向信号差分传输,提高信号的噪音抑制能力,并且允许一条总线上可以挂接多个发射器和接收器,信号传输为宽范围电平-7V~+12V。

基于实际的应用,485接口线缆可能会暴露在机器外面甚至是户外的情况,所以485接口芯片的实际耐受电压或者耐受电流往往可能会超出芯片的要求,这就要求我们设计中常常需要设计防护电路对485接口芯片进行保护,避免损坏设备。

对此,我推荐一个常用的485防护电路,可以满足日常工业的实际需求,对于一些防护要求更加苛刻的应用工况,可以选择匹配的参数即可,电路拓扑基本一致。

485芯片选择的是ST485BDR,3.3V系统可以选择ST3485EBDR,类似SOP8封装的芯片国产的华冠, SIT(芯力特)都有兼容的替代芯片。

485芯片选择可以根据供电电压、传输速率,是否隔离进行选择。

接口的电路滤波设计要点:

1、L1为共模电感,共模电感能够对衰减共模干扰,对单板内部的干扰以及外部的干扰都能抑制,能提高产品的抗干扰能力,同时也能减小通过485信号线对外的辐射,共模电感阻抗选择范围为120Ω/100MHz ~2200Ω/100MHz,典型值选取1000Ω/100MHz;

2、C2、C3为滤波电容,给干扰提供低阻抗的回流路径,能有效减小对外的共模电流以同时对外界干扰能够滤波;电容容值选取范围为22PF~1000pF,典型值选取100pF;若信号线对金属外壳有绝缘耐压要求,那么差分线对地的两个滤波电容需要考虑耐压;当电路上有多个节点时要考虑降低或去掉滤波电容的值。

3、C4和R6为接口地和数字地之间的跨接电容和接地电阻,典型取值为1000pF和1MΩ, C3容值可根据测试情况进行调整;

4、FDG1为三端气体放电管组成第一级防护电路,用于抑制线路上的共模以及差模浪涌干扰,防止干扰通过信号线影响下一级电路;

5、D2~D3为TVS管(半导体放电管)组成第三级防护电路,可以钳住放电管后级别的过电压。

一些更高防护等级要求可以在放电管和TVS管之间串入PTC1、PTC2为热敏电阻组成第二级防护电路,典型取值为10Ω/2W;为保证气体放电管能顺利的导通,泄放大能量必须增加此电阻进行分压,确保大部分能量通过气体放电管走掉;

注:部分电路参数可以根据实际电路和测试需求进行调整。

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