TI发布工业用八通道串行器 高度集成大幅缩减板级空间

    在工业自动化以及测试测量等领域，现场端要采集大量的信号传输到控制端，现场与控制端之间的信号调节部分不光要传输准确可靠的信号，同样要承担降低功耗和节省空间的任务。由于要处理大量的信号，传统的逻辑保护+光耦(或者磁耦)隔离的信号调节方案器件数量众多，占用了相当大的空间，且器件布设复杂。此外，数量众多的器件也导致方案整体可靠性和一致性降低，容易发生误判，同时各个器件的温度、静电保护都比较困难。针对这些挑战，TI推出了高度集成的串型器解决方案SN65HVS882，不仅缩减了整体板级空间而且附加了很多功能。

    高度集成的SN65HVS882拥有8个通道，在单个器件中实现了高密度的信号输入。设计人员可以将几个SN65HVS882八通道串行器通过器件本身集成的SPI端口串联起来，只需一个隔离器件就可以实现全部信号的隔离，而分立方案每个信号输入通道都需要一个隔离器件。并且由于SN65HVS882方案减少了隔离器件，与之连接的控制器引脚也相应减少。SN65HVS882串型器高输入密度和集成的特性减少了信号调节环节所需的总体组件数量，节约了占板空间，简化了设计。TI模拟器件事业部业务拓展工程师王胜表示，相对于同类竞争解决方案而言，SN65HVS882能够从整体上缩减高达60%的板级空间。

    SN65HVS882串行器集成了稳压器、去抖动功能、反馈输出功能。内置稳压器可将工业用10V-34V现场电压转换为5V电平，从而为后端的隔离器件或逻辑控制器供电；去抖动功能可以过滤噪声开关输入端上高达3ms的寄生脉冲，从而避免使用外部硬件或软件；该串行器的每个信号通道还提供了一个反馈输出端口(Return)，可以连接LED，使设计人员直观的观测输入状态。

    串行器工作在工业现场，环境温度升高、芯片本身功耗增加或者后端电路短路等不确定因素可能会导致芯片温度升高。为了不影响信号传输，SN65HVS882串行器本身具有热保护功能。王胜介绍说，“SN65HVS882内部具有温度传感器，热保护功能会在150℃给系统一个警告信号，如果温度升高到170℃，热保护功能会将所有的输出置为高阻状态，不至于整个系统因为温度升高而瘫痪。”

    对于诸如升降器或可编程逻辑控制器应用而言，低系统级功耗至关重要。一般接口类芯片无法控制输入电流的大小。如果不做这种控制，那么输入电流随着采集的电压信号变化就会产生功耗。在能采集电压信号的情况下，如果能控制输入电流的话，就可以控制功耗。SN65HVS882的可调输入电流限制使设计人员可以使用单个电阻将最大输入电流设置在200uA至5mA之间。TI王胜进一步指出，对于采用5V与3mA开启点(turn on point)的24V应用(1.6KΩ)而言，每通道的功率节约为275mW。

    通常情况，现场端传输到控制端的信号要进行隔离保护。隔离保护一般采用光耦和磁耦。光耦的功耗比较大，速率也不高，对环境敏感，温度和潮湿度会影响光耦的性能，ESD保护，EMI特性也不尽人意；磁耦的EMI特性也比较差，而且磁耦在高温下会发生消磁现象，且易受环境影响(如磁场)。对此，TI还推出了ISO72xx系列数字隔离器，该隔离器可以与SN65HVS882串行器组成一个整体解决方案。王胜介绍说，ISO72xx采用的是电容式隔离，最高速率可以达到150M，静电保护可以到4KV，因为电容介质是SIO2，所以隔离电压远高于光耦与磁耦。对于ISO7241，持续隔离电压可以达到560V以上，并在560V电压下能工作25年以上，并且1分钟瞬间电压可以隔离4000V以上。

    SN65HVS882的占板面积为9.7×6.4毫米，独特的架构简化了工业自动化以及测试与测量设备接口设计。王胜说，就集成这么多功能于一身的方案来讲，SN65HVS882串行器是工业应用领域首款。