为您的电源电压选择和使用RS-232接口器件

针对采用各种电源工作的RS-232接口描述了设备和电路。系统采用传统的+5/12/-12V、+5/+12V、仅+5V、仅+3V至+5.5V、仅+2.7V至+3.6V和+1.8V至+4.25电池供电。

电源

符合RS-232标准的器件至少需要两个电源电压，一个大于+5V，另一个小于（更负）-5V。需要这两个电源来保证发送器所需的最小±5V输出摆幅。参见图1。在已经具有±12V的系统中，这不是问题。然而，在当今设计的系统中，通常无法使用±12V（或其他电压）。为了解决这一问题，Maxim设计了多种器件，包括直接内置在IC上的电源转换器，可采用单电源供电。

图1.RS-232发射器必须摆动至少±5V。这意味着它们必须由±5V电源供电。

以下各节介绍不同的电源选项。

仅+5V

使仅+5V器件成为可能的原因是将两个电荷泵电源转换器直接内置在IC本身上。第一个电荷泵用作倍增器，从10V电源产生+5V电压，减去一些损耗。第二个电荷泵转换器配置为逆变器，从+10V产生-10V电压，同样有一些损耗。然后使用这些±10V电源为变送器供电。虽然电荷泵电路内置在集成电路本身中，但需要四个廉价的外部电容器。图2所示为MAX202E。记下针脚 2 和 6。引脚2为+10V转换器的输出，引脚6为-10V转换器的输出。

图2.MAX202E采用5V单电源供电;±10V由板载电荷泵和四个外部电容器产生。

仅5VRS-232器件示例：

MAX202/MAX202E系列

MAX232/MAX232E系列

MAX221/MAX221E

仅+3.0V至5.5V

虽然在很多情况下，仅采用单5V器件非常出色，但越来越多的应用需要采用3.3V单电源供电的器件。3.3V工作不仅在纯3.3V系统中很重要，而且RS-232器件必须连接到3V逻辑。Maxim采用与纯5V器件类似的技术，设计了一系列采用3.0V至5.5V单电源供电的器件。

与仅5V器件一样，3.0V至5.5V器件内置两个电荷泵电源。这些RS-232器件因其低压差变送器而与众不同。这些发送器可以满足最低要求的 ±5V 摆幅，同时采用低至 ±5.5V 的电荷泵电源供电。这使得这些器件可以采用3.0V单电源供电，并且仍然完全符合RS-232规范。虽然这些器件将采用低至 3.0V 的电源供电，但它们也设计为工作电压高达 5.5V。因此，同一器件可用于3.3V和5V设计，从而减少库存。图 3 显示了这些部件的示例。

图3.MAX3232采用3.0V至5.5V单电源供电。

3.0至5.5V器件示例：

MAX3221/MAX3221E系列

MAX3222/MAX3222E系列

MAX3224/MAX3224E系列

MAX3238/MAX3238E系列

MAX3385E

MAX3386E

MAX3387E

仅 2.7V 至 3.6V

制造运行在232.3V以下的RS-0兼容器件需要的不是电荷泵倍增器和逆变器。图4显示了此类部件的示例。MAX3212使用单电感产生发送器所需的±6.5V电压。采用这种拓扑结构，该器件能够采用2.7V至3.6V的单电源供电。

图4.MAX3212设计采用2.7V至3.6V单电源供电。它使用单个电感器产生一个±6.5V电源。

仅 1.8V 至 4.25V

MAX3218采用混合方法解决问题。它使用基于电感的解决方案产生+6.5V电压。然后，它使用电荷泵逆变器产生-6.5V电压。采用这种技术，该器件能够采用1.8V至4.25V的单电源供电。宽输入范围使MAX3218特别适用于电池供电系统。

图5.MAX3218设计采用1.8V至4.25V单电源供电。它使用基于电感的电源产生+6.5V电源。然后使用一个带有两个外部电容器的内部电荷泵产生-6.5V电压。

+3V/5V 和 ±12V

在具有±12V可用电压的系统中，无需在IC上内置电荷泵等电源转换器。这使得IC的引脚更少，成本更低，占用空间更小。有关此类部件的示例，请参见图 6。

图6.MAX3186是RS-232器件的一个例子，它要求主机系统提供±12V电压。

使用主机提供的 ±12V 的部件示例：

MAX1406

MAX3185

MAX3186

MAX3187

+5V和+12V

某些系统将提供+5V和+12V，但不是-12V。在这种情况下，只需要一个电荷泵逆变器。参见图 7。与仅使用5V器件相比，这节省了两个引脚和两个电容。

图7.MAX201是采用5V和12V电源供电的器件。-12V 由一个板载电荷泵和两个外部电容器产生。

审核编辑：郭婷