MAX13487E評估套件深度解析：特性、配置與應(yīng)用指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，RS - 485和RS - 422通信標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用廣泛，而相關(guān)的評估套件對于工程師設(shè)計(jì)驗(yàn)證至關(guān)重要。今天就來詳細(xì)探討MAXIM公司的MAX13487E評估套件（EV kit），它不僅能幫助工程師評估MAX13487E，還能評估MAX13488E，下面將從多方面對其進(jìn)行分析。

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一、總體概述

MAX13487E評估套件是一塊經(jīng)過全面組裝和測試的印刷電路板（PCB）。它包含一個(gè)帶有ESD保護(hù)的半雙工RS485/RS - 422自動方向控制收發(fā)器，電路具有差分驅(qū)動器和接收器。其接收器是RS - 485總線的1/4單位負(fù)載，通信速率可達(dá)500kbps，同時(shí)還展示了MAX13487E的自動方向和降低驅(qū)動器壓擺率等特性。此外，該套件也可用于評估能實(shí)現(xiàn)高達(dá)16Mbps通信速率的MAX13488E IC。

二、電源供應(yīng)與電路設(shè)計(jì)

電源轉(zhuǎn)換

套件中的收發(fā)器電路電源由MAX256 H橋DC/DC轉(zhuǎn)換器提供，該轉(zhuǎn)換器為MAX13487E RS - 485/RS - 422電路的隔離部分供電。采用H橋設(shè)計(jì)，有效減少了輸入紋波電流和輻射噪聲，且隔離式H橋DC - DC轉(zhuǎn)換器工作頻率為420kHz。輸入電源可以是+5V直流電源。

電壓調(diào)節(jié)

DC - DC轉(zhuǎn)換器電路使用表面貼裝變壓器提供電隔離和全波整流器，為MAX13487E提供穩(wěn)定的+5V電壓。MAX1659線性低壓差（LDO）穩(wěn)壓器提供穩(wěn)壓輸出，最大電流可達(dá)300mA。輸出電流限制和熱關(guān)斷功能確保了隔離式RS - 485/RS - 422收發(fā)器電路和電源的穩(wěn)定性，且收發(fā)器和電源電路以及PCB設(shè)計(jì)支持2500VRMS的隔離。

三、組件清單

四、功能特性

1. 自動方向特性展示：展示了MAX13487E的自動方向功能，方便工程師了解其工作原理。
2. 高隔離設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)支持2500VRMS隔離，能有效減少干擾，提高通信穩(wěn)定性。
3. 低負(fù)載設(shè)計(jì)：1/4 RS - 485單位負(fù)載，降低了對總線的負(fù)載影響。
4. 通信速率：支持500kbps半雙工RS - 485/RS - 422通信，滿足大多數(shù)應(yīng)用需求。
5. 電源范圍：+5V直流輸入范圍，便于電源供應(yīng)。
6. 隔離輸出：提供隔離的+5V輸出，增強(qiáng)了電路的安全性。
7. 整流輸出：采用中心抽頭全波整流器輸出，降低輸出電壓紋波。
8. 開關(guān)頻率：420kHz開關(guān)頻率，優(yōu)化了電源轉(zhuǎn)換效率。
9. 保護(hù)功能：輸出電流限制和熱關(guān)斷功能，保障電路安全。
10. 低成本設(shè)計(jì)：采用低成本集成FET H橋設(shè)計(jì)，降低了成本。
11. 兼容性：更換IC后可評估MAX13488E，增加了套件的通用性。
12. 組裝與測試：套件已完全組裝和測試，節(jié)省了工程師的時(shí)間和精力。

五、快速啟動

所需設(shè)備

在開始測試前，需要準(zhǔn)備以下設(shè)備：

1. 一個(gè)帶內(nèi)置電流表的+5V 550mA限流電源。
2. 一個(gè)電壓表。
3. 一個(gè)邏輯信號發(fā)生器。
4. 一個(gè)帶差分探頭的示波器。

操作步驟

1. 將電壓表連接到VOUT和GND PC焊盤。
2. 確保跳線JU1的引腳間未安裝分流器（U2啟用）。
3. 確保跳線JU2的1 - 2引腳間安裝了分流器（U1啟用）。
4. 確保跳線JU3（自動方向啟用）、JU4（下拉）、JU6（上拉）和JU5（總線端接）的引腳間安裝了分流器。
5. 將+5V電源連接到VIN焊盤，將電源的地連接到PGND焊盤。
6. 打開電源，驗(yàn)證VOUT處的電壓表讀數(shù)為+5V。
7. 使用邏輯信號發(fā)生器，向TXD PCB焊盤和PGND施加+5V邏輯信號。
8. 使用示波器和差分探頭，驗(yàn)證A - B焊盤（隔離側(cè)）的信號。

六、硬件詳細(xì)描述

收發(fā)器電路

套件采用8引腳SO表面貼裝封裝的MAX13487E IC，展示了具有ESD保護(hù)的MAX13487E RS - 485/RS - 422自動方向收發(fā)器。差分驅(qū)動器和接收器配置為半雙工操作，通信速率可達(dá)500kbps，且收發(fā)器電路在接收器總線上為1/4單位負(fù)載。

信號隔離

套件通過PCB焊盤方便與非隔離側(cè)的驅(qū)動器/接收器邏輯信號進(jìn)行接口，MAX13487E IC由隔離的VOUT電源供電。光耦合器U4為接收器的RO信號（RXD焊盤）提供隔離，U5為數(shù)據(jù)輸入DI信號（TXD焊盤）提供隔離。

壓擺率限制

套件展示了MAX13487E壓擺率限制驅(qū)動器，可有效減少電磁干擾（EMI）輻射，光耦合器U4和U5的額定速率高達(dá)15Mbps。

接收器信號

MAX13487E接收器信號在RO引腳輸出，當(dāng)A - B > +200mV時(shí)，RO引腳輸出邏輯高電平；當(dāng)A - B < -200mV時(shí)，RO引腳輸出邏輯低電平。

電源電路

輸入電源通常為+5V直流電源，為MAX256集成初級側(cè)控制器和H橋驅(qū)動電路提供至少450mA的電流。MAX256包含板載振蕩器、保護(hù)電路和內(nèi)部H橋FET，為變壓器T1的初級提供電源。其可編程振蕩器通過電阻R1編程為420kHz，開關(guān)頻率占空比固定為50%，以控制能量傳輸?shù)阶儔浩鱐1的隔離輸出。

隔離設(shè)計(jì)

表面貼裝變壓器T1提供電隔離，VOUT輸出由中心抽頭全波整流電路（D1或D2）供電，以減少輸出電壓紋波。它為配置為+5V輸出的MAX1659 LDO穩(wěn)壓器供電，LDO輸出具有電流限制和熱關(guān)斷功能，可提供高達(dá)300mA的電流。兩層PCB設(shè)計(jì)支持2500VRMS隔離，PGND和GND平面之間間距為300密耳，U2下方的底部PCB PGND平面用作MAX256熱增強(qiáng)SO封裝的散熱片。

七、跳線選擇

關(guān)機(jī)控制

自動方向和接收器啟用選擇

*To avoid bus contention, ensure that only one driver has control of the bus at a time.

RS - 485總線上下拉和端接電阻配置

八、其他評估與設(shè)計(jì)考慮

MAX13488E評估

該套件也可用于評估MAX13488E IC，只需將IC U1更換為MAX13488E即可。需要注意的是，MAX13488E驅(qū)動器壓擺率不受限制，允許高達(dá)16Mbps的傳輸速度。

變壓器設(shè)計(jì)

套件的兩層PCB設(shè)計(jì)支持2500VRMS隔離，變壓器T1額定電壓為3000VRMS，光耦合器U4和U5可承受3750VRMS。如果需要小于2500VRMS的隔離，可以使用較小的2000VRMS變壓器以節(jié)省電路板面積，但整個(gè)電路的隔離電壓將變?yōu)?000VRMS。

在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體需求靈活配置MAX13487E評估套件，充分發(fā)揮其功能，為RS - 485/RS - 422通信設(shè)計(jì)提供有力支持。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。