RS485抗雷击技术介绍
详细说明:RS485数据总线雷击过压防护1.RS485总线的应用领域工业控制,DCS,数据采集系统高速公路收费系统过程控制及制造电力系统采集与控制系统远程终端互连2.雷击过压防护的必要性由于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(7V12V),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。3.防护方法及原理
以上为RS485总线的两级防护电路图。当雷击发生时,感应过电压由T与R端引入,G1G2进行共模防护,进行差模保护,G3此时过电压被大大削弱到约500V左右,在经过电阻R1R2限流,TVS12二次限压后,到收发器的电压被钳制在68V左右,从而实现对收发器的保护。型号(G1G2G3)直流开启电压Vs100VS绝缘电阻IrDC100V静电电容(1KHZ)通流能量(10700us)TED485120V240V≥100M≤2PF4KV500A
4.方案选择与对比G1G2G3R1R2TVS12比较方案一TED485101WP6KE68CA体积小防护中成本低方案二3R090101WP6KE68CA体积大防护高成本高方案三P0640101WP6KE68CA体积小防护低成本中5.知识问答问:各种器件的选择依据是什么?答:G1G2G3的选择首先考虑其耐压耐流能力。如TED485能承受10700us,4KV雷击测试;90V陶瓷管(3R090)可承受10700us,8KV雷击测试;64V固体管(P0640)只能承受10700us,3KV雷击测试。R1R2可选择限流效果最好的高成本PTC电阻,也可以选择低成本线绕电阻。经过实际测试,该方案中的线绕电阻选择101W,价格低廉,效果不错;PTC则可采用10欧左右,200300mA耐压250V以上的陶瓷或高分子热敏电阻。
fTVS12选择根据芯片的工作电压与耐压决定,一般略高于芯片最高工作电压。可在6810V之间选择。问:过压防护标准的依据是什么?答:IEC6100045,ITUTK20K21及国标GB9043均有关于雷击浪涌抗扰度测试标准。其通信线路的最高测试标准为10700us4KV。10700us为通信线路中感应出的雷电压波形,表示从零值上升至峰值为时间为10us,下降至峰值的一半为700us。问:雷击过压防护的接地要求?答:雷击浪涌防护除了需要选择优质的防护器件,进行良好的电路板设计,接地也是其最重要的要求。一般防雷地都必要可靠的连接至大地,且接地电阻不能超过10欧。可靠的接地可以大大提高防护效果,而不良的接地也会大大消弱防护效果。问:为了降低成本及体积,可不可以只采用一级r