HIN202E、HIN206E、HIN207E、HIN208E、HIN211E、HIN213E、HIN232E系列:±15kV ESD保护、+5V供电的高速RS-232收发器
HIN202E、HIN206E、HIN207E、HIN208E、HIN211E、HIN213E和HIN232E是一组高性能RS-232收发器,专为需要高速串行通信的应用而设计。该系列支持±15kV的静电放电(ESD)保护,且仅需+5V供电,适用于多种工业与消费类应用场景。
关键特性
- 符合RoHS标准的无铅封装,采用退火工艺处理
- 兼容高速ISDN通信,支持最高230kbps的传输速率
- RS-232输入/输出引脚具备IEC 61000标准下的±15kV ESD防护能力
- 完全符合RS-232E与V.28通信协议规范
- 仅需0.1μF或更大容量的外部去耦电容即可实现稳定运行
- HIN213E型号在关机模式下仍支持两个接收器持续运行
- 单电源+5V供电,便于系统集成
- 集成电荷泵电路,可生成±10V输出电压
- 典型工作电流为5mA,具备低功耗特性
- 关机模式下功耗极低,电流仅1μA
- 支持三态TTL/CMOS电平的接收器输出
- 多通道驱动器设计,支持±10V输出摆幅
- 断电源阻抗为300Ω
- 具备输出电流限制和TTL/CMOS兼容能力
- 接收器支持±30V输入范围,输入阻抗在3kΩ至7kΩ之间
- 0.5V迟滞特性,增强抗噪声能力
典型应用
- 需要高速RS-232接口的系统
- 计算机系统:包括台式机、服务器和便携式笔记本设备
- 外围设备:如打印机和终端设备
- 测试测量仪器和不间断电源(UPS)
- 调制解调器与ISDN终端适配器
这些器件基于ElA高速RS-232E及V.28标准设计,适用于那些无法提供±12V电源的场合。其发射器电路经过优化,显著提升了数据传输速率和信号转换效率,尤其适合ISDN和高速调制解调器应用。
内置的电荷泵电路可从5V电源生成±10V电压,为RS-232通信提供必要的驱动能力。系列中部分型号(如HIN206E、HIN211E和HIN213E)支持低功耗关机模式,特别适用于电池供电设备,从而延长运行时间。
HIN213E型号在关机状态下仍保持两个接收器处于激活状态,可有效实现设备“唤醒”功能,提高系统响应效率。
驱动器具备TTL/CMOS兼容输入、速率控制输出以及300Ω断电源阻抗。接收器输入范围高达±30V,输入阻抗范围为3kΩ至7kΩ,同时配备0.5V迟滞,以增强抗干扰能力。
测试电路配置
图1为典型测试电路,图2展示了断电源阻抗配置,图3则为电荷泵等效电路。
电荷泵工作原理
电荷泵由电压倍增器和电压反相器构成,内部两相时钟驱动这两个模块,分别产生+10V和-10V输出电压。典型工作频率为125kHz,电容器C1至C4建议使用0.1μF,以确保稳定运行。
在低功耗关机模式下,电荷泵停止工作,V+电压下降至VCC,V-则被拉至GND,整个电路电流降低至10μA以下。发射器输出被禁用,接收器输出(HIN213E除外)进入高阻态。
发射器设计
发射器采用TTL/CMOS兼容输入结构,输入逻辑阈值约为VCC的26%。在VCC=5V时,阈值约为1.3V。输入为高电平时,输出电压介于-5V至V-之间;输入为低电平时,输出电压则在+5V至(V+ - 0.6V)之间。
发射器输出具备内部限流和短路保护功能,可在无负载或短路情况下安全运行。在输出端施加±2V电压且VCC=0V时,断电输出阻抗最小为300Ω。
接收器功能
接收器输入可承受高达±30V电压,即使在VCC=0V时,依然提供稳定的3kΩ至7kΩ输入阻抗。输入阈值为1.3V,位于RS-232定义的±3V过渡区内。
接收器输出范围为0V至VCC,当输入电压高于2.4V时输出为低电平;当输入为浮空或在0.8V至-30V之间时,输出为高电平。接收器内置0.5V迟滞(关断期间除外),以降低误触发风险。
HIN213E关机功能
HIN213E型号配备了两个在关机模式下持续工作的接收器(R4和R5)。正常工作时,接收器传播延迟约为0.5μs。进入关机模式后,延迟可能会略有增加。
在SD信号拉低后的80μs内,R4和R5将进入无效状态。当设备退出关机模式后,所有接收器需等待电荷泵稳定后方可恢复输出,通常耗时不到2ms。
典型应用场景
HIN2XXE系列可广泛应用于各类RS-232数据终端和通信链路,尤其适用于传统电路无法提供±12V电源的场合。
图7展示了一个带有CTS/RTS控制的双工RS-232端口示例,其中DTR和DSRS等固定信号由5kΩ电阻连接至V+驱动。
图8说明了如何通过两个HIN232E器件实现四对RS-232输入/输出。每对需要C1与C2电容,但可以共享C3和C4储能电容,从而减少整体元件数量并提升输出性能。