一.雷击过压防护的必要性
二.防雷保护器的根本要求
在失常运转时,雷电保护器的接入应不影响信号的失常传输,雷电保护器的对地阻抗应无比大,串通在电路中的阻抗应无比小,在雷电打击通信总线时,雷电保护器应阐扬杰出的电压钳位作用,其钳位电压应低于后端掌握芯片或其他电器件的耐受电压水平。在抑制雷电打击历程中,雷电保护器自己应完全无损,雷电保护器对雷电打击应具备完善快的响应速度。
三.rs485通信保护规划
a.原理图
rs-485接口带电拔插和颤动都会诱发电压的激烈变化,都会使芯片毁坏,而rs485总线履行长距离传输(1200米以上),并且其传输线通常暴露于户外,是以极易因为雷击等启事引入过电压。而rs485收发器任务电压较低(5v左右),其本人耐压也无比低(-7v~+12v),一旦过压引入,就会击穿毁坏。在有凶猛的电涌能量显现时,甚至能够看到收发器爆裂,路线板焦糊的景遇。
c.器件决定
b.保护等第
可通过iec61000-4-5,4级标准:
以上为rs485总线的两级防护电路图。当雷击产生时,认为过电压由两端引入,gdt做一级防护,此时过电压被大大减弱到数百伏左右,再经过pptc限浪,tvs做二次限压,使到后端电路的电压被箝制在8v左右,从而完成对后端电路的保护。tvs2/3做共模保护,tvs1做差模保护。
d.器件选型阐明
陶瓷放电管gdt: 直流击穿电压大于路线中的失常任务电压,放电管准许的通过电流超过或便是方案通过的最大电流即可。
自回覆保险丝pptc:pptc的最大额定任务电压应大于电路失常最大任务电压。ih摒弃电流应大于最大任务电流,it行径电流应小于路线的最大可经受电流。
瞬态抑制二极管tvs:通用信号传输线上tvs的击穿电压vbr应高于信号线上传输的信号电压,在此前提下, vbr应尽也许选得低一些,较低的vbr 可使后端通信芯片获得稳定保护,并且具备较大的通流容量。
e.残压波形
四.各类器件的决定根据
gdt的决定首先思索其耐压耐流手段。如spa090f的gdt能经受8/20us,4kv雷击测试;spc和bxl系列gdt的可经受8/20us,8kv雷击测试;b8m09r系列gdt的能经受8/20us,20kv雷击测试等等。保险丝可决定限流结果最佳的pptc自回覆保险丝, pptc则可给与0.3-6欧左右, 不行径电流为100~200ma,的自回覆保险丝。tvs1/2/3决定按照芯片的任务电压与耐压决定,一般略高于芯片最高任务电压。
五.过压防护标准的根据
iec61000-4-5,itu-t k20/k21及国标gb9043均有对于雷击电涌抗扰度测试标准。其通信路线的最高测试标准为10/700us,4kv。10/700us为通信路线中认为出的雷电压波形,示意波前时间即从30%峰值回升至90%峰值的时间为10us,升高至峰值的一半为700us即半峰值时间。
六.雷击过压防护的接地要求
雷击电涌防护除了必要决定优秀的防护器件,举办杰出的电路板方案,接地也是其最重要的要求。一般防雷地都要稳定的衔接至大地,且接地电阻不能超过10欧。稳定的接地能够大大进步防护结果,而不良的接地也会大大消退防护结果
七.为了降低本钱及体积,可不能够只给与一级防护
只给与一级防护,能经受大能量雷击的器件(如gdt)不也许一次将雷击电压胁迫到芯片能够经受的水平。tvs虽然能够将雷击电压一次胁迫到芯片能够经受的水平,以是要经受大的雷击能量,是以必须两级防护。rs232,rs422的防护与rs485的防护要领彻底类似。只是按照其任务电压的不同,紧密保护器件tvs的电压参数应决定不同。