產(chǎn)品應用
Product Application
RS485數(shù)據(jù)接口雷擊過電壓防護
一、應用背景
在當今信息通訊高速發(fā)展的階段,自動化監(jiān)控、安全防護、門禁考勤及工業(yè)自動化系統(tǒng)得到迅速普及和應用。在工業(yè)控制設備之間中長距離通信的諸多方案中,RS-485系統(tǒng)總線因硬件設計簡單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點,廣泛應用于工廠自動化、工業(yè)控制、小區(qū)監(jiān)控、水利自動測控等領域。
在某些工業(yè)控制領域,由于現(xiàn)場情況十分復雜,各個節(jié)點之間存在很高的共模電壓。雖然RS-485接口采用的是差分傳輸方式,具有一定的抗共模干擾的能力,但由于RS485總線實行長距離傳輸(1200米以上),而且其傳輸線通常暴露于戶外,因此極易因為雷擊等原因引入過電壓。當共模電壓超過RS-485接收器的極限接收電壓,即大于+12V或小于-7V時,接收器就再也無法正常工作了,嚴重時甚至會燒毀芯片和儀器設備。
二、RS485 接口介紹:
RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收方式實現(xiàn)通信,其接口詳細的電氣參數(shù)如下:
接口定義:A、B
工作電壓:-7V—12V
信號速率:10Mb/s
接口電纜:雙絞屏蔽電纜
走線方式:根據(jù)實際的情況進行走線,最大長度1000m
三、RS485接口防雷擊過電壓方案:
如圖,該電路采用了兩級防護,
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G1、G2 為氣體放電管,主要用來泄放共模浪涌能量,氣體放電管擊穿電壓90V,通流量10kA;
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D1、D2、D3為半導體放電管,D1、D2用來泄放共模浪涌能量,D3用來泄放差模浪涌能量;
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R1、R2 選用10?1/2W的電阻,因半導體放電管啟動電壓要低于氣體放電管,為保證氣體放電管能順利的導通,泄放大能量必須增加此電阻(R1、R2)進行分壓,確保大部分能量通過氣體放電管泄放,而半導體放電管作第二級精細防護;
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C1、C2 電容,給干擾提供低阻抗的回流路徑,能有效減小對外的共模干擾電流,同時對外界干擾能適當?shù)臑V波;此電容容值可以根據(jù)實際的情況進行調(diào)整,從22pF至1000pF,典型值為100pF;
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共模電感能夠?qū)λp共模干擾,對單板內(nèi)部的干擾以及外部的干擾都能抑制,能提高接口的抗干擾能力,同時也能減小通過信號電纜對外的輻射。