一(yī)、基本(běn)背景介紹
RS485作(zuò)为(wèi)目前(qián)行業內(nèi)最(zuì)为(wèi)最(zuì)常用(yòng)的(de)串行差分(fēn)通訊方(fāng)式之(zhī)一(yī)，采用(yòng)平衡發(fà)送，差分(fēn)接收(shōu)的(de)方(fāng)式，因(yīn)此(cǐ)具有(yǒu)抑制共(gòng)模干(gàn)擾的(de)能(néng)力，由(yóu)于(yú)其(qí)具有(yǒu)通訊距離长(cháng)（1200m以(yǐ)上(shàng)），傳輸速率高（10Mbps），高的(de)信(xìn)噪比，控制方(fāng)便，成本(běn)低(dī)，可(kě)以(yǐ)在一(yī)个(gè)單獨的(de)總(zǒng)線(xiàn)上(shàng)实現(xiàn)多(duō)节(jié)點(diǎn)以(yǐ)及(jí)能(néng)夠使用(yòng)的(de)收(shōu)發(fà)器品種(zhǒng)多(duō)等優點(diǎn)，已經(jīng)越来(lái)越得到(dào)用(yòng)戶的(de)肯定。
但是(shì)伴随着使用(yòng)頻率的(de)增高，其(qí)遇到(dào)的(de)問(wèn)題(tí)也(yě)日(rì)益增加。由(yóu)于(yú)RS485通訊傳輸線(xiàn)通常暴露于(yú)戶外，日(rì)常生(shēng)活中(zhōng)雷(léi)電(diàn)和(hé)静(jìng)電(diàn)干(gàn)擾已經(jīng)成为(wèi)RS485通信(xìn)總(zǒng)線(xiàn)在实際工程經(jīng)常遇到(dào)的(de)問(wèn)題(tí)，RS485收(shōu)發(fà)器的(de)工作(zuò)電(diàn)壓較低(dī)，只(zhī)有(yǒu)5V，元(yuán)器件(jiàn)本(běn)身(shēn)的(de)耐壓也(yě)較低(dī)，通常只(zhī)有(yǒu)－7V～＋12V，因(yīn)此(cǐ)雷(léi)電(diàn)等引入(rù)的(de)过(guò)電(diàn)壓通常能(néng)夠瞬間(jiān)損壞RS485收(shōu)發(fà)器，对(duì)通信(xìn)系統造成遭(zāo)到(dào)嚴重(zhòng)的(de)毀壞；此(cǐ)外，静(jìng)電(diàn)電(diàn)磁干(gàn)擾也(yě)嚴重(zhòng)地(dì)影響通信(xìn)總(zǒng)線(xiàn)的(de)數据傳輸質(zhì)量(liàng)。
故如何对(duì)RS485芯片(piàn)以(yǐ)及(jí)傳輸總(zǒng)線(xiàn)進(jìn)行有(yǒu)效的(de)保護，是(shì)擺在每一(yī)个(gè)使用(yòng)者(zhě)面(miàn)前(qián)的(de)一(yī)个(gè)問(wèn)題(tí)。在这(zhè)里(lǐ)，我(wǒ)们(men)将針(zhēn)对(duì)RS485通訊中(zhōng)的(de)防雷(léi)保護及(jí)方(fāng)案(àn)、元(yuán)器件(jiàn)選型等做一(yī)个(gè)比較詳细(xì)的(de)讨論。
二、RS485通訊保護方(fāng)案(àn)（相關(guān)閱读(dú)：高分(fēn)子PTC热(rè)敏電(diàn)阻的(de)存貯期(qī)多(duō)长(cháng)？）
A.原理(lǐ)图
RS485防雷(léi)保護设計(jì)图
以(yǐ)上(shàng)为(wèi)RS485總(zǒng)線(xiàn)的(de)两(liǎng)級防護原理(lǐ)图。當雷(léi)擊發(fà)生(shēng)时(shí)，感(gǎn)應(yìng)过(guò)電(diàn)壓通过(guò)傳輸線(xiàn)由(yóu)左(zuǒ)端引入(rù)，G1~G3组成的(de)GDT做一(yī)級防護，此(cǐ)时(shí)过(guò)電(diàn)壓被(bèi)大(dà)大(dà)削弱(ruò)到(dào)數百(bǎi)伏左(zuǒ)右，整个(gè)回(huí)路(lù)由(yóu)于(yú)GDT的(de)導通呈現(xiàn)較大(dà)的(de)電(diàn)流，導致(zhì)PPTC立刻(kè)動(dòng)作(zuò)，将整个(gè)回(huí)路(lù)的(de)電(diàn)流限制在允許的(de)範围以(yǐ)內(nèi)；TVS1~TVS2做为(wèi)二次(cì)限壓，使到(dào)后端電(diàn)路(lù)的(de)電(diàn)壓被(bèi)箝制在8V左(zuǒ)右，從而(ér)实現(xiàn)对(duì)后端電(diàn)路(lù)的(de)保護。
B.保護等級
可(kě)通过(guò)IEC61000-4-5,4級标(biāo)準:
1.2/50us 4KV
10/700us 6KV
8/20us 2KA
C.器件(jiàn)選擇
GDT: ××××
PPTC: ××××
TVS: ××××
D.器件(jiàn)選型说(shuō)明(míng)
气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)GDT: 直(zhí)流擊穿電(diàn)壓大(dà)于(yú)線(xiàn)路(lù)中(zhōng)的(de)正(zhèng)常工作(zuò)電(diàn)壓，放(fàng)電(diàn)管(guǎn)允許的(de)通过(guò)電(diàn)流超过(guò)或(huò)等于(yú)设計(jì)通过(guò)的(de)最(zuì)大(dà)電(diàn)流即可(kě)。（推薦閱读(dú)：是(shì)否可(kě)以(yǐ)申請免費樣(yàng)品）
自(zì)恢复保險丝(sī)PPTC：PPTC的(de)最(zuì)大(dà)額定工作(zuò)電(diàn)壓應(yìng)大(dà)于(yú)電(diàn)路(lù)正(zhèng)常最(zuì)大(dà)工作(zuò)電(diàn)壓。Ih保持(chí)電(diàn)流應(yìng)大(dà)于(yú)最(zuì)大(dà)工作(zuò)電(diàn)流，It動(dòng)作(zuò)電(diàn)流應(yìng)小于(yú)線(xiàn)路(lù)的(de)最(zuì)大(dà)可(kě)承受電(diàn)流。
瞬态抑制二极(jí)管(guǎn)TVS：通用(yòng)信(xìn)号(hào)傳輸線(xiàn)上(shàng)TVS的(de)擊穿電(diàn)壓VBR應(yìng)高于(yú)信(xìn)号(hào)線(xiàn)上(shàng)傳輸的(de)信(xìn)号(hào)電(diàn)壓,在此(cǐ)前(qián)提(tí)下(xià), VBR應(yìng)盡可(kě)能(néng)選得低(dī)一(yī)些(xiē),較低(dī)的(de)VBR可(kě)使后端通信(xìn)芯片(piàn)得到(dào)可(kě)靠保護,並(bìng)且(qiě)具有(yǒu)較大(dà)的(de)通流容量(liàng)。
四(sì)、各(gè)種(zhǒng)器件(jiàn)的(de)選擇依据
GDT的(de)選擇首先(xiān)考慮其(qí)耐壓耐流能(néng)力。TVS選擇根(gēn)据芯片(piàn)的(de)工作(zuò)電(diàn)壓與(yǔ)耐壓決定，一(yī)般略高于(yú)芯片(piàn)最(zuì)高工作(zuò)電(diàn)壓。
保險丝(sī)可(kě)選擇限流效果(guǒ)最(zuì)好(hǎo)的(de)PPTC，即：可(kě)恢复保險丝(sī)，可(kě)采用(yòng)出(chū)廠(chǎng)阻值1.35~6.5歐姆左(zuǒ)右，不(bù)動(dòng)作(zuò)電(diàn)流为(wèi)100~200mA的(de)可(kě)恢复保險丝(sī)，PPTC由(yóu)于(yú)其(qí)特(tè)殊的(de)工藝，決定其(qí)在回(huí)路(lù)流过(guò)正(zhèng)常的(de)工作(zuò)電(diàn)流时(shí)，其(qí)呈現(xiàn)很低(dī)的(de)阻值，可(kě)以(yǐ)視为(wèi)一(yī)颗(kē)導線(xiàn)。
當回(huí)路(lù)流过(guò)的(de)電(diàn)流达(dá)到(dào)正(zhèng)常工作(zuò)電(diàn)流的(de)2倍会(huì)以(yǐ)上(shàng)时(shí)，其(qí)內(nèi)部(bù)集聚的(de)热(rè)量(liàng)導致(zhì)阻值将迅速跳變(biàn)呈現(xiàn)數十(shí)K歐姆或(huò)更(gèng)大(dà)的(de)阻值，進(jìn)而(ér)限制了(le)整个(gè)回(huí)路(lù)的(de)電(diàn)流在一(yī)个(gè)极(jí)其(qí)小的(de)範围內(nèi)，從而(ér)实現(xiàn)了(le)对(duì)負载(zài)的(de)有(yǒu)效保護，當斷開(kāi)電(diàn)源，PPTC的(de)因(yīn)为(wèi)过(guò)流而(ér)産生(shēng)热(rè)量(liàng)散(sàn)發(fà)后，又会(huì)在大(dà)約1分(fēn)鐘(zhōng)左(zuǒ)右自(zì)動(dòng)恢复到(dào)出(chū)廠(chǎng)的(de)低(dī)阻值。（推薦閱读(dú)：自(zì)恢复保險丝(sī)在禁止吸煙器中(zhōng)的(de)保護應(yìng)用(yòng)）
五(wǔ)、过(guò)壓防護标(biāo)準的(de)依据
IEC61000-4-5，ITU-TK20/K21及(jí)國(guó)标(biāo)GB9043均有(yǒu)關(guān)于(yú)雷(léi)擊浪湧抗擾度(dù)測试标(biāo)準。其(qí)通信(xìn)線(xiàn)路(lù)的(de)最(zuì)高測试标(biāo)準为(wèi)10/700us,4KV。
管(guǎn)理(lǐ)員
該內(nèi)容暫無評論