自制25元低成本的RS232串口隔离器电源设计

yyl830113

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：
         自制RS232串口隔离器电源设计.pdf (80.8 KB, 下载次数: 64)

2013-9-14 10:52 上传

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chenbingjy

强大呀！！！！！！！！！！！！！

yyl830113

chenbingjy 发表于 2013-9-18 19:38
强大呀！！！！！！！！！！！！！

多谢呀，活动不错的，你也参加一下哟

sky-Hawk where

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魅影-2023106

一个ADI的芯片搞定线 這么复杂   成本一样