【绍鑫防雷】--RS485数据接口雷击过电压防护 

分享 收藏 已有 132 次阅读  2017-08-08 16:03

一、应用背景

在当今信息通讯高速发展的阶段,自动化监控、安全防护、门禁考勤及工业自动化系统得到迅速普及和应用。在工业控制设备之间中长距离通信的诸多方案中,RS-485系统总线因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点,广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动测控等领域。 

在某些工业控制领域,由于现场情况十分复杂,各个节点之间存在很高的共模电压。虽然RS-485接口采用的是差分传输方式,具有一定的抗共模干扰的能力,但由于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。当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压,即大于+12V或小于-7V时,接收器就再也无法正常工作了,严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。 


二、RS485 接口介绍:

下面绍鑫电子工程师将为你介绍RS485接口。
RS-485采用平衡发送和差分
接收方式实现通信,其接口详细的电气参数如下:
接口定义AB
工作电压:-7V12V
信号速率:10Mb/s
接口电缆:双绞屏蔽电缆
走线方式:根据实际的情况进行走线,最大长度1000m

 

三、RS485接口防雷击过电压方案:


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RS485接口防雷击过电压方案电路图

如图,该电路采用了两级防护,

1. G1G2 为气体放电管,主要用来泄放共模浪涌能量,气体放电管击穿电压300V,通流量500A
2. D1D2D3
半导体放电管D1D2用来泄放共模浪涌能量,D3用来泄放差模浪涌能量;
3. R1R2 选用10Ω1/2W的电阻,因半导体放电管启动电压要低于气体放电管,为保证气体放电管能顺利的导通,泄放大能量必须增加此电阻(R1R2)进行分压,确保大部分能量通过气体放电管泄放,而半导体放电管作第二级精细防护;
4. C1C2 电容,给干扰提供低阻抗的回流路径,能有效减小对外的共模干扰电流,同时对外界干扰能适当的滤波;此电容容值可以根据实际的情况进行调整,从22pF1000pF,典型值为100pF
5. 共模电感能够对衰减共模干扰,对单板内部的干扰以及外部的干扰都能抑制,能提高接口的抗干扰能力,同时也能减小通过
信号电缆对外的辐射。

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四、器件参数选择:

G1/G2型号:KG8300L

u  直流开启电压(V)300 +12

u  绝缘电阻(Ω):≥100M

u  静电电容(1KHZpF:≤1.3

u  峰值放电电流(A):500A

 

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D1/D2/D3型号:SP0300S B系列

u  击穿电压Vs40V

u  峰值放电电流(10/700μs):100A

u  漏电流IR:≤5μA

u  电容C2V 1MHz):110pF

绍鑫电子一直致力于为行业提供可靠以及顶尖的行业解决方案,需要更多的帮助可以关注我们的官网:www.szshaoxin.com.

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