yyl830113 发表于 2013-9-14 10:58:13

自制25元低成本的RS232串口隔离器电源设计

一、方案描述:
   在工业控制场合中,经常会用到串口通信的,但由于受到外界干扰(比如将控制板集成在控制机柜中,如果毗邻开关电源模块的话,造成的干扰就很大)通讯极不稳定,经常会出现连接不上的情况,更严重着,会损坏串口芯片。比如常用MAX232、HIN202,MAX3232以及SP3232都被我烧坏了很多。于是,打算设计一个串口隔离器,在前辈的指导下,弄懂了串口隔离的原理并打算采用光耦隔离来实现,因为这样设计,成本较低,大约二三十元钱,比市场上卖的七八十元成品便宜不少。
二、电源设计描述:
       接下来给大家详细描述一下这个串口隔离器的电源设计吧。
       在设计串口隔离器时,需要用到DB9针线,那种只有三根线(收、发、地)的串口是不能用隔离器的,因为无法窃电,驱动能力太小了。在串口的9根信号线中,有4--DTR数据终端准备(Data Terminal Ready)、6--DSR数据准备好(Data Set Ready)7--请求发送(RTS) 和8--清除发送(CTS)四个线,当数据准备好时,电压为12V,通过将其中四路或两路并接,可以提高一个稳定的12V电源,再经过储能电容和电源芯片,就得到一个稳定的3.3V电源或5V电源,为了进一步降低功耗,一般采用3.3V来 设计,储能电容也很重要的。为了保证稳定性,一个隔离器需要两个电源芯片。
三、Webench设计:
    接下来介绍利用webench电源工具设计的方案
    1、在里面填好设计参数,输入Vin:最小=最大=12V;输出:只有一路,所以Vout1:3.3V,电流:Tout1:=0.1A=100mA。 这里还有个工作环境温度,考虑到环境问题较高,选择:50℃。其它参数选择默认。截图:
            
    2利用优化工具,选择最低成本,找到一个合适的芯片TPS560200,开启设计。截图:
         
    3开启设计后,系统就自动生成了电源方案,只要几分钟的时间,又快有方便哈截图:
       这里没有提供原理图导出功能,只有打印出设计报告喽。
         
      
三、设计总结及报告:
      串口隔离器采用光耦隔离,光耦可以采用PC817/TLP521等常用光耦器件,贴片封装。加上电阻成本不会超过10元。在总成本中,电源占了大头,因为太重要了。设计报告中说明:电源部分成本:0.87美元哈,大约5-6元的样子,再加两个,就得12-13元了。这样25元就可以打造一个实用的串口隔离器了。电源器件占用7个,效率也可以,有80%以上。下面是效率图和原理图截图:
         
   
                  
             最后是设计报告:
      

chenbingjy 发表于 2013-9-18 19:38:47

强大呀!!!!!!!!!!!!!

yyl830113 发表于 2013-9-28 19:11:50

chenbingjy 发表于 2013-9-18 19:38 static/image/common/back.gif
强大呀!!!!!!!!!!!!!

多谢呀,活动不错的,你也参加一下哟:victory:

sky-Hawk where 发表于 2015-7-10 09:59:44

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魅影-2023106 发表于 2015-11-30 17:07:47

一个ADI的芯片搞定线 這么复杂   成本一样
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