超可靠防雷電路,RS-485接口暴露也不怕
發(fā)布時間:2014-12-14 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】RS-485成為智能電表的標(biāo)準(zhǔn)通信接口,但RS-485口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。而RS-485收發(fā)器工作電壓較低,其本身耐壓也非常低,一旦過壓引入,就會擊穿損壞。在有強(qiáng)烈的浪涌能量出現(xiàn)時,甚至可以看到收發(fā)器爆裂,線路板焦糊的現(xiàn)象。因此防雷擊保護(hù)成為RS-485接口設(shè)計必須要考慮的。
智能電表系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到工業(yè)和生活的領(lǐng)域。在電表中使用自動抄表技術(shù)通過通信端口讀取數(shù)據(jù),而且大部分情況采用遠(yuǎn)程讀數(shù)方式。對于電表應(yīng)用來說既安全又節(jié)省了時間和金錢。實現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵是確保通信鏈路安全可靠。由于RS-485標(biāo)準(zhǔn)具有長距離傳輸(1200米以上),最大傳輸數(shù)率可以達(dá)到10Mbps,且高信號噪聲印制。同時,RS-485電路具有控制方便,成本低等優(yōu)點(diǎn),使多點(diǎn)連接成為可能。因此,RS-485成為智能電表的標(biāo)準(zhǔn)通信接口。但RS-485口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。而RS-485收發(fā)器工作電壓較低(5V左右),其本身耐壓也非常低(-7V~+12V),一旦過壓引入,就會擊穿損壞。在有強(qiáng)烈的浪涌能量出現(xiàn)時,甚至可以看到收發(fā)器爆裂,線路板焦糊的現(xiàn)象。因此防雷擊保護(hù)成為RS-485接口設(shè)計必須要考慮的。
通常,如圖1所畫,使用PPTC和TVS作為RS-485的防雷擊保護(hù)。
當(dāng)雷擊發(fā)生時,感應(yīng)過電壓由A/B線引入,經(jīng)過PPTC,然后GDT作為初級共模防護(hù),通常GDT可以承受10KA(8x20us)浪涌沖擊。之后殘壓已經(jīng)大大降低到1KV以下,然后TVS作為二級保護(hù)進(jìn)行共模/差模保護(hù),到收發(fā)器的電壓被鉗制在12V以下,同時,通過A/B線上的上拉電壓可以保證A/B線上的電壓保持在高電平。而實現(xiàn)對收發(fā)器的浪涌保護(hù)。通常,對于4KV以下過電壓,可以省去初級保護(hù)—--GDT。單用TVS就能實現(xiàn)浪涌保護(hù)的要求。當(dāng)RS-485總線與電力線(例如220VAC)搭接短路時。A/B線上的PPTC可以提供短路保護(hù)。
但這種傳統(tǒng)方式有問題需要考慮:
1:GDT浪涌擊穿電壓較高,這就意味著后面的電阻值比較大。這可能會影響傳輸距離減少。2:TVS的漏電流較高,以SMBJ6.0CA來講大致在800uA左右。這樣會影響點(diǎn)對點(diǎn)通訊的可靠性。3:PPTC的響應(yīng)速度較慢,因此在電力塔接時,可能會造成TVS被交流擊穿
TVS是半導(dǎo)體保護(hù)器件,具有響應(yīng)速度快,可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。但它是Clamping保護(hù)模式。其殘壓會比較高而我們的Sidactor作為半導(dǎo)體器件同樣具有響應(yīng)速度快,可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。但它是Crowbar保護(hù)模式。其導(dǎo)通以后保持電壓低,同時還具有抗浪涌能力強(qiáng),耐搭接能力強(qiáng)特點(diǎn)。
因此,請看圖3,使用Sidactor的RS-485的保護(hù)方案。
當(dāng)雷擊發(fā)生時,Sidacto P0080作為共模/差模防護(hù),通常Sidactor可以承受800A(8x20us)浪涌沖擊。到收發(fā)器的電壓被保制在4V左右,當(dāng)RS-485總線與電力線(例如220VAC)搭接短路時。A/B線上的PPTC可以提供短路保護(hù)。
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號調(diào)節(jié)器, 以推動不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 【“源”察秋毫系列】 Keithley在碳納米管森林涂層纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
- 數(shù)字驅(qū)動工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會議全公開!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面
- 用Python自動化雙脈沖測試
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索