SM4500系列隔离收发芯片应用集锦

SM4500系列芯片是致远电子开发的“三合一”高集成度全隔离收发芯片，很多客户在使用时会遇到一些问题，本文以问答的形式解答SM4500系列芯片的疑惑，帮助客户更好的使用SM4500系列芯片。

致远电子基于近二十年的总线隔离技术及工艺经验积累，推出SM系列集成电源隔离、RS-485收发电路和信号隔离电路“三合一” 的高集成度全隔离RS-485收发芯片。

SM系列全隔离RS-485收发芯片相较于传统模块方案，在超小、超薄的DFN封装内部集成完善的RS-485总线隔离电路，产品最高支持10Mbps波特率，工作温度覆盖-40℃~125℃，满足各类复杂恶劣的工业现场RS-485总线隔离需求。

01

问

SM4500系列芯片对比通用的RS-485芯片如MAX485有什么区别和优势？

答

SM4500系列芯片是DC-DC电路、信号隔离电路及RS-485总线收发电路三合一的芯片，具备高集成度和高可靠性。因其具有高隔离的特点，SM4500系列芯片对比无隔离的485收发芯片更适合使用在工业通信、电力、煤矿等场景，可有效的解决工业现场因信号干扰导致的通信异常问题。

02

问

SM4500系列有什么型号的芯片，怎么选型？

答

具体区别及选型如表1所示：

表1 SM4500系列芯片选型表

03

问

SM4500系列芯片的接口电平如何匹配，VISOOUT引脚是否可以用于其他电路供电？

答

SM4500系列芯片的TXD、RXD、DE、RE脚接口电平需与实际系统电平匹配，一般若MCU为3.3V供电，VIO连接3.3V，若MCU为5V供电，则VIO连接5V。VISOOUT为内部集成的高效隔离电源的输出，在5V供电的条件下最大输出电流为80mA，为避免影响芯片正常工作，建议只用于上拉电阻电路工作。

04

问

SM4500系列芯片使用时需不需要外接保护电路？

答

建议使用SM4500系列芯片搭建电路时外接保护电路。RS-485接收器差分输入端对“地”的共模电压允许-7～+12V，超过此范围的过压瞬变就可能损坏器件，特别是在工业和户外的使用场景，大浪涌强静电等瞬变干扰的存在会使芯片容易损坏。我们经常接到客户关于模块功能异常的反馈，大部分是无保护电路造成的浪涌过压等损坏，所以我们强烈建议客户在芯片的A/B端添加保护电路，我们推荐以下保护电路，供参考。

图1 推荐保护电路

表2 推荐参数表

05

问

SM4500系列芯片组网时在高速率下出现RS-485波形变形失真，通信异常的情况？

答

在高速率的通信下出现波形变形失真的情况，大概率是由总线寄生电容引起的，RS-485总线的寄生电容过大，信号的充放电时间越长，波形越失真如出现锯齿波。有些客户在使用GDT和TVS做保护电路时，选用的保护器件自身的寄生电容达几百甚至上千pF，当组网后容值叠加，总线上的寄生电容就过大，推荐使用图1的推荐保护电路，接口电容仅为20pF。

06

问

SM4500系列芯片组网通信时不时收到异常电平？

答

收到异常电平可能的原因之一是接收信号时总线AB电平处于芯片的门限电平，即-200mV ~-10mV内，这将导致接收器接收信号不确定，如图1所示，给AB接口加上下拉电阻，使接收器处于一个确定的电平状态，如果AB端有终端电阻，上下拉电阻还要调整到合适的阻值，保证总线空闲时远离门限电平范围。

07

问

如何提高SM4500的通信距离？

答

理论上，通信速率在100kbps及以下时，RS485的最长传输距离可达1200米。但是有些客户搭建的总线网络却远远达不到1200米，除了干扰恶劣的布线环境外，最大的可能是少了终端电阻和选用了劣质的电缆！在长距离通信系统中，使用120Ω的终端电阻和特性阻抗120Ω的RS-485专用的双绞屏蔽电缆往往能最大程度的减少回波反射，延长通信距离。我们的客户大部分是缺少终端电阻引起的回波反射导致通信距离不达标，请一定要注意终端电阻。同时减小总线寄生电容、提升线缆的屏蔽效果，都可以延长通信距离。