RS-485总线具有良好的抗干扰能力,长距离传输和多结点能力等优点使其成为首选的串行接口,广泛应用于工业环境中。RS-485总线能够实现1200米以上的长距离传输,在实际使用中线路通常都是在室外,在雷雨天气中很容易因雷击引入过电压,如果防护措施不到位的话,极容易导致芯片被烧毁。
同时,静电电磁干扰也严重地影响RS-485通信总线的数据传输质量。由于RS485收发器工作电压比较低,在5V左右,其本身耐压也非常低(-7V~+12V),一旦过压引入,容易击穿损坏。那么,如何对RS-485芯片以及传输总线进行有效地保护呢?接下来,东沃电子技术针对RS-485总线接口雷击浪涌过压及静电保护方案和防护器件选型详细阐述。
RS-485总线接口雷击浪涌过压及静电保护方案一
从东沃RS-485总线接口雷击浪涌过压及静电保护方案图一可以看出,RS-485总线一级防护,东沃技术推荐选用三端GDT陶瓷气体放电管3R90A-TP1做浪涌过压防护,中间选用自恢复保险丝DW-MSM050作过流保护,二级防护选用SM712,专用于RS-485通讯传输接口保护而设计的ESD静电保护二极管:内部采用双路双向结构,非对称保护工作电压 7V、12V,SOT-23封装;结电容最低只有45pF,保证传输信号的完整性;符合IEC 61000-4-2 (ESD) ±15kV(空气)、±8kV(接触)标准。本方案适用对传输信号有较高要求、防护等级高的应用场景,保护等级可通过 IEC61000-4-5,4 级标准:
RS-485总线接口雷击浪涌过压及静电保护方案二
从东沃RS-485总线接口雷击浪涌过压及静电保护方案图二可以看出,RS-485总线一级防护,东沃技术推荐选用三端GDT陶瓷气体放电管3R90A-TP1做浪涌过压防护,中间选用自恢复保险丝 DW-MSM050 作过流保护,二级防护中选用1颗TVS管SMBJ12CA做差模防护和2颗TVS管SMBJ6.5CA 做共模防护。本方案适用对传信号输速率较低、防护等级较高的应用场景,保护等级可通过 IEC61000-4-5,4 级标准:
RS-485总线接口雷击浪涌及静电防护器件选型说明
1)陶瓷气体放电管GDT:GDT直流击穿电压要大于线路中的正常工作电压;GDT允许通过的电流等于或超过设计通过的最大电流即可。东沃3R090A-TP1能承受8/20us 10KV 雷击测试。
2)自恢复保险丝PPTC:PPTC最大额定工作电压应大于电路正常最大工作电压,保持电流应大于最大工作电流,动作电流应小于线路的最大可承受电流。东沃DW-MSM050工作电阻只有 0.15~1Ω、工作电流 0.5A、动作电流为 1A、耐压 15V。
3)瞬态抑制二极管TVS:TVS二极管的击穿电压要高于信号线上传输的信号电压,在此前提下,TVS击穿电压应尽可能选得低一些,较低的击穿电压能确保后端通信芯片得到可靠保护。TVS二极管SMBJ6.5CA击穿电压在7.22V到7.98V之间,SMBJ12CA 击穿电压在13.3V到14.7V之间,能够满足RS-485总线通信线路的传输信号要求。
以上是RS-485总线接口雷击浪涌过压及静电保护常用方案,如有特殊需求,欢迎前来探讨。浪涌静电保护方案,找东沃电子,电路防护不迷路!东沃RS-485总线接口雷击浪涌过压及静电保护方案中选用到的3R090A-TP1、DW-MSM050、SM712、SMBJ12CA、SMBJ6.5CA,已全面量产、品质稳定、高可靠性、交期迅速、厂家价格、免费样品、免费EMC测试、免费方案整改设计、免费选型,欢迎广大新老客户前来咨询:137 5773 6996(微信同号)余工