1、設(shè)計(jì)理念
RS232口是在通訊當(dāng)中經(jīng)常使用的端口,一般進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸距離不能超過(guò)15米,而且常常是帶電進(jìn)行插拔操作,這樣多次操作僅會(huì)引起端口接收到一個(gè)過(guò)電壓和過(guò)電流的沖擊,造成芯片、設(shè)備的損壞,以至于生產(chǎn)成本的,生產(chǎn)周期的增加。RS232端口的保護(hù)是必須的 。
2、輸出電壓
RS232的接口芯片輸出電壓一般為±9V,不會(huì)超過(guò)±12V。因此對(duì)接口收發(fā)信號(hào)線可采用雙向瞬態(tài)抑制二極管,使用一個(gè)100歐姆的電阻來(lái)做限流電阻,為了保證電阻不被燒毀應(yīng)該選擇電阻的功率在1/4W以上。
1、雷擊過(guò)壓防護(hù)意義:
RS485總線能夠?qū)崿F(xiàn)1200米以上的遠(yuǎn)距離傳輸,在實(shí)際使用中線路通常都是在室外,一次在雷雨天氣容易引起電壓過(guò)大,以至于芯片的燒毀。通常RS485芯片的工作電壓在5V左右,芯片的耐壓值在-7~+12V,如果過(guò)壓被引入,芯片就會(huì)被擊穿而導(dǎo)致?lián)p壞。如果有強(qiáng)烈的浪涌能量出現(xiàn)時(shí),有可能會(huì)導(dǎo)致器件的爆裂,PCB電路板被燒毀。
2、防護(hù)方法及原理:
當(dāng)器件被雷擊時(shí),引起的過(guò)電壓就會(huì)由兩端引入到電路中,那么我們的GDT就是做一級(jí)的保護(hù),此時(shí)過(guò)電壓就會(huì)被消減到你幾百伏左右,再經(jīng)過(guò)PPTC限浪,TVS就是二次限壓保護(hù),使到后端電路的電壓被箝制在8V左右,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后端電路的保護(hù)。TVS2/ TVS3做共模保護(hù),TVS1作差模保護(hù)。
3、防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)
過(guò)壓防護(hù)標(biāo)準(zhǔn):IEC6100-4-5,ITU-T K20/K21及國(guó)標(biāo)GB9043均有關(guān)于雷擊浪涌抗擾度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。其通信線路的最高測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為10/700μS,4KV。10/700μS為通信線路中感應(yīng)出的雷電壓波形,表示從零值上升至峰為時(shí)間為10ms , 下降至峰值的一半為700μS。
雷擊浪涌防護(hù),優(yōu)質(zhì)防護(hù)元件,PCB電路板的設(shè)計(jì)要合理,最重要的一個(gè)接地。經(jīng)常都是要求直接使用一個(gè)10歐姆左右的電阻直接接入大地??煽康慕拥乜梢源蟠筇岣叻雷o(hù)效果,而不良的接地也會(huì)大大削弱防護(hù)效果。
不能為了降低成本及體積,只采用一級(jí)防護(hù)。因?yàn)槟艹惺艽竽芰坷讚舻钠骷豢赡芤淮螌⒗讚綦妷恒Q制到芯片可以承受的水平,TVS雖然可以將雷擊電壓一次鉗制到芯片可在承受的水平,但是不能承受大的雷擊能量,因此必須兩級(jí)防護(hù)。
兩者防護(hù)方法完全相同。只是根據(jù)其工作電壓的不同,精細(xì)保護(hù)器件TVS的電壓參數(shù)應(yīng)選擇不同。
485接口損壞的主要原因是由于瞬態(tài)過(guò)電壓和靜電造成,產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)電壓和靜電的原因很多也較復(fù)雜,所以EIA-485標(biāo)準(zhǔn)要求將各個(gè)RS485接口的信號(hào)地用一條低阻值導(dǎo)線連接在一起以保證各節(jié)點(diǎn)的地電位相等,消除地線環(huán)流。
當(dāng)帶電插拔未隔離的連接電纜時(shí),由于兩端電位不相等電路中又存在諸多電感、電容之類的器件,插拔瞬間必然產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)電壓或過(guò)電流。
連接在RS485總線上的其它設(shè)備產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓或過(guò)電流同樣會(huì)流入,總線上連接的設(shè)備站點(diǎn)數(shù)越多,產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)電壓的因素也越多。