高速光耦6N137用于RS485通信的总结

关于RS485光耦隔离，之前用PS2501，发现波特率最大只能达到9600，如果想要获得更高的波特率应用，只能通过高速光耦，6N137就是一个可以参考使用的器件，6N137的转换速率理论上可达10Mbits/s，实测在115200是没有问题的。

一、6N137

6N137的内部原理图如下：

图中可看到，输入侧是就普通的发光二极管，而输出侧则相比较普通的光耦是一个“与非门”，引脚7就是一个“使能”引脚，只有引脚7为“高”电平时，输出侧才有效，否则输出侧一直为高电平，真值表如下：

其中ENABLE就是7引脚。

芯片使用推荐参数表如下：

 其中：

（1）供电电压4.5~5V，一般取5V

（2）低电平输入，这个比较容易理解，只要保证LED不亮即可，通不通电都可以。

（3）高电平输入电流，即LED发光通过电流值，5~15mA，这个不要超过最大一般LED发热会烧管子，小于最小，则容易不导通，具体的导通参数，手册如下：

以10mA电流为例，假如导通电压为1.4V（不是一个普通的PN节导通电压0.7V），则限流电阻计算如下：

DC5V供电—— R = (5-1.4)/0.01 = 360R 左右，实际使用1K也可以。

DC3.3V供电—— R = (3.3-1.4)/0.01 = 190R左右，实际使用510欧也可以。

二、RS485隔离电路

RS485隔离一定是电源隔离+通信隔离，单纯的通信隔离是没有用的。

1.电源隔离以B0505隔离芯片为例

其中C1取4.7uF，C2取10uF.

特别注意：DC-DC不能空载使用，所以实际功耗要求至少为额定功率的10%，所以需要在输出端外接“假负载”，假负责可按模块额定功率的5-10%计算，电阻值为

R = U*U/(10%x1W) = 250欧。

2.RS485隔离电路

                                                                                                                   发送隔离

 

    使能隔离

    接收端隔离

这里要特别注意，由于是RS485接收，给CPU，所以此时光耦的输入是RS485_RX，所以输入侧使用的是隔离后的那部分电源和通信，而输出侧由于需要连接CPU，所以此时的6N137，电源和地，都要使用未隔离的电源和地。

3.对隔离的理解

所谓“隔离”就是分开，需要将两部分功能的电气连接分开，这包括电源和通信线路都要分开，只有这样才能达到隔离的作用，电源的隔离通过DC-DC芯片实现，而通信线路则通过光耦隔离。CPU侧使用的是供电电压，RS485通信侧使用的是隔离后的电压，所以对于目录2中的的RS485接收端隔离，与CPU相连的那端才会使用未隔离地。