NE_3_2009.pdf

СОДЕРЖАНИЕ

№3 (67), 2009 г.

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Информационно-технический

журнал.

Микросхемы интерфейсов RS-485 c дополнительными функциями

(Maxim) Евгений Звонарев .......................................................................................3

Учредитель – ЗАО «КОмпэл»

Параллельно-последовательные преобразователи SN65HVS88x с цифровым

входом для индустриального применения

(Texas Instruments) Павел Ильин ..............................................................................7

Издается с 2005 г.

Продукция для USB-интерфейсов производства STMicroelectronics, Maxim

и Texas Instruments

Константин Староверов ............................................................................................9

Свидетельство о регистрации:

пИ № ФС77-19835

Приемопередатчики для сетей CAN производства NXP,

Texas Instruments и Maxim

Д митрий Цветков ....................................................................................................14

Редактор:

Геннадий Каневский

vesti@compel.ru

Выпускающий редактор:

Анна Кузьмина

УПРАВЛЕНИЕ ПИТАНИЕМ

Контроллеры корректоров коэффициента мощности

(STMicroelectronics) Дмитрий Еськин ....................................................................17

Редакционная коллегия:

Андрей Агеноров

Алексей Гуторов

Евгений Звонарев

Сергей Кривандин

Валерий Куликов

Александр Райхман

Борис Рудяк

Игорь Таранков

Илья Фурман

СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Альтернативная энергетика и электротранспорт – будущее силовой электроники

(Semikron) Андрей Колпаков ..................................................................................21

ДИСКРЕТНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ

Полуваттные PLCC-светодиоды компании Edison Opto

Игорь Елисеев .........................................................................................................24

Дизайн, графика, верстка:

Елена Георгадзе

Владимир писанко

Евгений Торочков

ВЕХИ ЭЛЕКТРОНИКИ

10 ведущих инженеров-разработчиков аналоговых устройств

Ванесса Ниветт ........................................................................................................26

Распространение:

Анна Кузьмина

Электронная подписка:

www.compeljournal.ru

В СЛЕДУЮЩИХ НОМЕРАХ

Отпечатано:

«Гран при»

г. Рыбинск

Модульные источники питания компании TDK-Lambda: закрытого и открытого

исполнения, на DIN-рейку, для жестких условий эксплуатации, повышенной

надежности

Продуция ON Semiconductor: CAN- и LIN-интерфейсы, симисторы, драйверы

светодиодов и др.

Продукция компании OMRON: датчики, реле, решения для промышленной

автоматизации

Тираж – 1500 экз.

Подписано в печать:

26 февраля 2009 г.

Если вы хотите предложить интересную тему для статьи в следующий номер журнала –

пишите на адрес vesti@compel.ru с пометкой «Тема в номер».

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №3, 2009

ОТ РЕДАКТОРА

Уважаемые

читатели!

попробуйте отгадать неболь-

шую загадку. Думаю, для вас,

как для специалистов, найти от-

вет не составит особого труда.

Некий разработчик, назовем

его X, работая по заданию заказ-

чика Y, после многих бессонных

ночей и нескольких гениальных

прозрений сконструировал элек-

тронный прибор. Наступил день

приемки заказчиком. прибор

безупречно регистрировал ин-

формацию и обрабатывал ее. Но

заказчик Y кинул беглый взгляд

на нижнюю часть задней панели

и отправил прибор на доработку.

Не буду мучить вас. Ответ

прост: отсутствовал необходи-

мый интерфейс.

передача данных по сети –

один из краеугольных камней

современной электроники. при

этом под словом «сеть» сегодня

понимают не только TCP/IP-

паутину компьютеров, но и объ-

единение встраиваемой электро-

ники промышленных устройств.

Нынешние интерфейсы реализу-

ют не только необходимую ско-

рость передачи данных, но и

надежность и предсказуемость

времени их передачи. В больших

сетях это называют технологией

уровня обслуживания, и элемен-

ты этой технологии мы находим

сегодня даже в интерфейсах «по-

левого» уровня, каковым являет-

ся, например, интерфейс CAN.

этот стандарт промышленной

сети, ориентированный на объ-

единение различных исполни-

тельных устройств и датчиков,

обеспечивает поддержку техно-

логии приоритезации передачи

сообщений, при сбоях в работе

отдельных CAN-узлов они от-

ключаются от сети.

продолжается и совершен-

ствование так называемых «уна-

следованных» промышленных

интерфейсов, что позволяет

поддерживать их уровень на-

дежности в соответствии с со-

временными требованиями. Галь-

ваническая развязка, управление

скоростью нарастания сигнала

для снижения радиопомех до-

полнили облик привычного «кон-

сервативного» последовательно-

го промышленного интерфейса

RS-485/RS-422. Современные

трансиверы для таких интер-

фейсов обретают «интеллекту-

альные» функции в виде, напри-

мер, технологии AutoDirection

для автоматического определе-

ния направления приема/пере-

дачи информации. это позволя-

ет упростить схему управления

интерфейсом и снизить количе-

ство компонентов на плате.

Широкое внедрение в про-

мышленную автоматизацию

компьютерных архитектур для

встроенных систем управления

«одело» в рабочую спецовку вы-

сокоскоростной интерфейс USB

(его последняя версия 3.0 обе-

спечивает скорость до 5 Гбит/с).

Но и 1,5 мбит/с ( Low-Speed )

и 12 мбит/с ( Full-Speed ) USB

1.1, расширение спецификации

USB 2.0 USB OTG ( On-The-

Go ), возможность запитывания

подключаемых устройств через

интерфейс USB, а также расши-

ряющаяся экосистема поддерж-

ки этого интерфейса – все уже

сейчас привлекает к технологии

USB разработчиков промышлен-

ной электроники.

CAN, RS-485/RS-422, USB –

все это темы нынешнего выпу-

ска нашего журнала. Все упомя-

нутые в статьях микросхемы вы

можете приобрести уже сегодня

и внедрить в собственные разра-

ботки.

Как всегда, ждем ваших пи-

сем с предложениями и замеча-

ниями.

С уважением,

Геннадий Каневский

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №3, 2009

НОВИНКИ

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Евгений Звонарев (КОМПЭЛ)

МикросхеМы

интерфейсов RS-485

с дополнительныМи функцияМи

Интерфейс RS-485/RS-422 – широко применяемый стандарт электро-

ники, всегда остающийся актуальным. Компания Maxim Integrated Products

постоянно развивает линейку интерфейсных микросхем этого стандарта, до-

бавляя новые функции и улучшая параметры. В статье рассмотрена новин-

ка – линейка интерфейсных микросхем MAX1341xE со встроенным LDO-

стабилизатором, и популярная интерфейсная микросхема MAX845 для

создания гальванически развязанных источников питания.

нарастания выходного напряжения. Это

снижает радиопомехи и обеспечивает

передачу и прием без ошибок до макси-

мальной скорости 500 кбит/с. Полно-

скоростные трансиверы MAX13411E и

MAX13413E имеют максимальную ско-

рость обмена до 16 Мбит/с. Все рассма-

триваемые микросхемы имеют индустри-

альный диапазон рабочих температур

-40...85°С.

Серия MAX1341xE состоит из че-

тырех трансиверов. Две микросхемы

MAX13412E и MAX13413E кроме встро-

енного LDO-стабилизатора имеют допол-

ми стандартов RS-485/RS-422

оснащены многие современные

компьютерные системы про-

мышленного назначения. Парк работаю-

щего оборудования, обменивающегося

информацией по протоколам RS-485 или

RS-422, огромен. Применение интерфейс-

ных микросхем этих стандартов активно

продолжается и в новых разработках.

должно припаиваться к шине общего

провода для более эффективного отво-

да тепла. Основные параметры микро-

схем MAX1341xE сведены в таблицу 1.

Трансиверы MAX13412E и MAX13413E

имеют также дополнительный выход

LDO-стабилизатора 20 мА для питания

внешних дополнительных схем, что по-

зволяет уменьшить количество внешних

компонентов. Все выходы драйверов за-

MAX1341xE – серия интерфейсных

микросхем RS-485/RS-422

со встроенным LDO-стабилизатором

и функцией AutoDirection

Для реализации изолированного ин-

терфейса RS-485/RS-422 необходим до-

полнительный источник питания с гальва-

нической развязкой. Серия MAX1341xE

содержит встроенный LDO-стабилизатор,

благодаря которому появляется возмож-

ность снизить требования к стабильности

и точности выходного напряжения допол-

нительного DC/DC-преобразователя с

гальванической изоляцией. На рисунке 1

показаны структурные схемы трансиве-

ров RS-485/RS-422 со встроенным LDO-

стабилизатором. Кроме того, микросхе-

мы MAX13412E и MAX13413E имеют

дополнительную функцию AutoDirection

(автоматическое определение направле-

ния передачи информации). Встроенный

LDO-стабилизатор обеспечивает необхо-

димую точность и стабильность выход-

ного напряжения при входном интерва-

ле от 6 до 28 В. При высоком входном

напряжении на регулирующем транзи-

сторе LDO-стабилизатора будет рассеи-

ваться довольно большая мощность. По

этой причине интерфейсные микросхемы

серии MAX1341xE выпускаются в кор-

пусе 8 SO-EP (EP = Exposed Paddle)

с металлическим основанием, которое

В семействе интерфейсов RS-485/RS-422 и сегодня появляются

новые микросхемы этого популярного стандарта. Они реализу-

ют дополнительные функции, позволяющие уменьшить количе-

ство внешних компонентов и размеры печатной платы, снизить

потребляемую мощность и минимизировать стоимость всего

устройства.

щищены от электростатических разря-

дов (ESD). Трансиверы MAX13410E

и MAX13411E имеют степень защиты

±14 кВ (Human Body Model – модель

тела человека), у приемопередатчиков

MAX13412E и MAX13413E этот пара-

метр имеет значение ±15 кВ. Микросхе-

мы MAX13410E и MAX13412E оснаще-

ны драйверами с пониженной скоростью

нительную функцию AutoDirection – ав-

томатическое определение направления

приема/передачи информации, что по-

зволяет упростить схему управления и

отказаться от одного оптрона для галь-

ванической развязки сигналов, подклю-

ченных к микроконтроллеру. Это про-

иллюстрировано на рисунках 2 и 3. На

рисунке 2 интерфейсная схема содержит

Таблица 1. параметры трансиверов RS-485 со встроенными LDO-стабилизаторами

Наименование

AutoDirection*

Скорость

передачи,

(макс.)

Ограничение

скорости нараста-

ния напряжения

Корпус

MAX13410EESA+ – 500 кбит/с + 8 SO-EP**

MAX13411EESA+ – 16 Мбит/с – 8 SO-EP**

MAX13412EESA+ + 500 кбит/с + 8 SO-EP**

MAX13413EESA+ + 16 Мбит/с – 8 SO-EP**

*AutoDirection – автоматическое определение направления передачи/приема информации.

**EP – Exposed Paddle – металлическое основание корпуса (теплоотвод) для припаива-

ния к общему проводу.

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №3, 2009

П оследовательными интерфейса-

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

НОВИНКИ

Таблица 2. трансформаторы Halo Electronics и Pulse Engineering для DC/DC на основе драйвера MAX845

SMD

(поверхностный монтаж)

DIP

(монтаж в отверстия)

Соотношение витков

обмоток*

Напряжение изоляции

(Vrms)

Диапазон

рабочих температур, ° С

TGM-210NS (Halo)

TDM-210NE (Halo)

2:1

TGM-220NS (Halo)

TDM-220NE (Halo)

8:3

TGM-230NS (Halo)

TDM-230NE (Halo)

4:3

-40...85

TGM-240NS (Halo)

TDM-240NE (Halo)

3:4

2000

TGM-250NS (Halo)

TDM-250NE (Halo)

1:1

TGM-280NS (Halo)

TDM-280NE (Halo)

3:8

P1597NL (Pulse)

–

1:1,35:1,35

-40...125

*Отношение количества витков первичной обмотки к количеству витков вторичной обмотки

три оптических изолятора для обеспече-

ния развязки сигналов микроконтроллера

(микросхемы MAX13410E и MAX13411E

не оснащены функцией AutoDirection).

На рисунке 3 показана рекомендуемая

схема включения микросхем MAX13412E

и MAX13413E с функцией AutoDirection

(появилась возможность обойтись всего

двумя оптоизоляторами и уменьшить ток

потребления за счет снижения количе-

ства оптронов).

Рис. 1. структурные схемы трансиверов RS-485/RS-422 со встроенным LDO-стабилизатором

MAX845 – специализированный

драйвер для создания импульсных

DC/DC-преобразователей

Часто разработчиков ставит в тупик

выбор оптимального нестабилизирован-

ного DC/DC-преобразователя с гальва-

нической развязкой для питания транси-

веров со стороны линии передачи/приема

сигналов. Конечно, можно взять готовый

изолированный DC/DC-преобразователь

для нестабилизированного источника пи-

тания (см. рисунки 2 и 3), но компания

MAXIM предлагает более оптимальное

решение по соотношению цены и функ-

Рис. 2. схема включения трансиверов MAX13410E и MAX13411E без функции AutoDirection (требуется три оптрона для гальванической развязки

сигналов микроконтроллера)

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №3, 2009

НОВИНКИ

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Рис. 3. схема включения трансиверов MAX13412E и MAX13413E с функцией AutoDirection (требуется всего два оптрона для гальванической развязки

сигналов микроконтроллера)

циональности, а именно – использование

специализированного драйвера MAX845

для создания гальванически развязан-

ного источника питания. На рисунке 4

показаны варианты включения этой ми-

кросхемы для напряжений питания 5 и

3,3 В, а на рисунке 5 приведена струк-

турная схема драйвера MAX845.

При питании от напряжения 3,3 В

необходимо в первичной цепи добавить

два диода типа 1N4148, которые пользу-

ются огромной популярностью и всегда

есть на складах поставщиков электрон-

ных компонентов. Драйвер MAX845

имеет вход выбора частоты преобразо-

вания, благодаря чему у разработчика

есть возможность установки рабочей ча-

стоты 400 или 700 кГц. Наличие вхо-

да включения/отключения “ON/OFF”

позволяет отключать драйвер для эко-

номии питания в то время, когда не про-

изводится прием или передача данных.

Рис. 4. включение драйвера MAX845 для напряжений питания 5 и 3,3 в

Импульсные трансформаторы

для драйвера MAX845

Специально для драйвера MAX845

фирмами Halo Electronics ( www.

haloelectronics.com ) и Pulse Engineering

( www.pulseeng.com ) выпускаются спе-

циализированные трансформаторы для

обеспечения гальванической развязки в

интерфейсах RS-485/RS-422. Параме-

тры наиболее популярных из них сведе-

ны в таблицу 2.

На рисунке 6 показаны принципи-

альная схема и габаритные размеры

рекомендуемых трансформаторов фир-

Рис. 5. структурная схема драйвера MAX845

мы Halo Electronics для двух вариан-

тов монтажа (поверхностного и в от-

верстия). На рисунке 7 приведены

принципиальная схема, габаритные раз-

меры и внешний вид трансформаторов

для поверхностного монтажа P1597NL

компании Pulse Engineering. Послед-

ние имеют увеличенные габариты по

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №3, 2009

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: