4种RS485隔离通讯方案

RS485具有抗干扰能力强、成本低等特点，广泛应用于工业智能仪表，通讯设备等各个领域。

RS485电路可以分为非隔离型和隔离型。隔离型电路是在非隔离型电路的基础上增加隔离性能，使得电路具有更强的抗干扰性和系统稳定性。今天介绍几种隔离RS485的方案。

1.什么情况需要485隔离

当485通信接口外部节点连接高压时，极易损坏后端电路，甚至可能会在使用端产生触电；

当485通信节点距离太远时，每个节点的参考地都接于本地的大地，当两端大地之间存在较大的压差时，地电势会以共模电压的方式叠加在信号线上，从而有可能超出端口可承受的共模电压范围，影响正常通信，甚至会损坏后端电路

当距离较远的485通信节点之间的地平面利用线缆进行连接时（如485屏蔽电缆），地线会和大地形成地环路，该环路会耦合外部共模噪声，并产生地环路电流，可能会导致整个电路系统失效。

2.隔离RS485方案

首先不管哪种方案，要实现隔离485通讯，必须有个隔离电源。一般可以采用类似这种小型的集成电源模块。

而485的隔离有多种方式：

2.1光耦隔离

光耦是最常用的隔离器件，且成本较低。下图为3个光耦实现的485隔离通讯，需要注意的是，光耦的速率要满足波特率的要求，一般选择高速光耦做485隔离。

2.2专用数字隔离芯片

普通光耦的通讯速率有限，即使高速光耦也无法跟专用的数字隔离芯片媲美,如ADuM1301，三通道数字隔离器，最大通讯速率可达几十Mbps（一般485通讯也用不到这么高的速率）。而且相对于光耦，PCB面积更小，但成本也相对较高。电路图如下：

2.3集成式485隔离芯片

上面两种方案都是隔离芯片+485芯片实现，还有一种芯片是集成式的485隔离芯片，即将隔离芯片和485电平转换芯片集成在一起，如ADI的ADM2483、TI的ISO1410、国产的也有纳芯微的NSi83085、芯力特的SIT3485ISO。这种方式占用PCB面积最小，通讯速率适中，能满足大部分应用，价格也适中。电路图如下：

2.4带电源的隔离芯片

上述三种方案都是采用单独的隔离电源模块，还有一种方案是在芯片中实现了电源隔离和信号隔离，如ISOW7841。该芯片集成隔离电源功能，可对外提供3.3V或5V电源，输出电流可达几十到100mA，可以给通用的485电平转换芯片供电。该方案与2.2介绍的类似，只是不再需要单独的隔离电源，可以进一步减小PCB面积，但成本也较高。

3.总结

方案	通讯速率	占用PCB面积	成本
光耦隔离	低	大	低
专用数字隔离芯片	高	较大	高
集成485隔离芯片	适中	较小	适中
带电源的隔离芯片	高	小	高

总的来说，集成式的485隔离芯片的方案能满足大部分应用，性价比最高。

审核编辑：汤梓红