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硕凯电子:RS485接口电路防护方案设计思路分析

已有 122 次阅读2016-8-11 15:13

RS485作为最为最常用的电表通讯方式之一。日常生活中雷电和静电干扰已经成为485通信总线在实际工程经常遇到的问题。故如何对芯片以及总线进行有效的保护,是摆在每一个使用者面前的一个问题。在这里,硕凯电子FAE工程师主要讨论RS485在电表中的防雷保护及方案。

.雷击过压防护的必要性

  RS-485接口带电拔插和抖动都会引起电压的剧烈变化,都会使芯片损坏,而RS485总线实行长距离传输(1200米以上),而且其传输线通常暴露于户外,因此极易因为雷击等原因引入过电压。而RS485收发器工作电压较低(5V左右),其本身耐压也非常低(-7V~+12V),一旦过压引入,就会击穿损坏。在有强烈的浪涌能量出现时,甚至可以看到收发器爆裂,线路板焦糊的现象。

.防雷保护器的基本要求

在正常运行时,雷电保护器的接入应不影响信号的正常传输,雷电保护器的对地阻抗应非常大,串连在电路中的阻抗应非常小,在雷电袭击通信总线时,雷电保护器应发挥良好的电压钳位作用,其钳位电压应低于后端控制芯片或其它电器件的耐受电压水平。在抑制雷电袭击过程中,雷电保护器自身应完好无损,雷电保护器对雷电袭击应具有足够快的响应速度。

 

 

陶瓷气体放电管(GDT

    【UN3E5-470LSMD】直流标称电压470±20%V,冲击电流(8/20μS2.5KA*2,电容值<1.5pF,电阻值>1GΩ

    【UN3E6-420MM】直流标称电压420±20%V,冲击电流(8/20μS5KA*2,电容值<1.5pF,电阻值>1GΩ

温度保险丝(PTC

    PTC1/PTC2JK250-120U】最大冲击电压250V,最大冲击电流10A,最大不动作电流120mA

瞬态抑制二极管(TVS

    TVS1/TVS2/TVS3SMBJ15CAVbr16.7-18.5IrSuAVrwm15.0VIpp24.59A;封装:SMB/DO-214AA.

方案应用

    1监控/安防系统

    2门禁系统

    3铁路信号控制灯

    4智能交通系统

    5、电表/水表/仪器仪表

    6、光端机

、方案说明与注意事项

    1前端采用通流量大的GDT,泄放大电流

    2后端采用反应时间快的TVS,残压低,有效保护RS485芯片

    3中间采用PTC做退耦,让前面GDT更容易动作,打到泄放电流的作用

    4、本方案在差模,共模均采用是同型号的TVSGDT,防护无死角。

    5本方案满足IEC61000-4-2GBT17626.2等静电标准,IEC61000-4-5GBT17626.5等浪涌测试标准

    6可通过10/700μs(等效内电阻40ohm1.2/50-8/20μs测试,具体防护等级需参考GDTTVS的通流量。


路过

鸡蛋

鲜花

握手

雷人

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