实例解读,RS485接口电路防护方案设计思路.pdf

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1、实例解读，RS485接口电路防护方案设计思路RS485作为最为最常用的电表通讯方式之一。日常生活中雷电和静电干扰已经成为485通信总线在实际工程经常遇到的问题。故如何对芯片以及总线进行有效的保护，是摆在每一个使用者面前的一个问题。在这里，我们主要讨论RS485在电表中的防雷保护及方案。一.雷击过压防护的必要性RS-485接口带电拔插和抖动都会引起电压的剧烈变化，都会使芯片损坏，而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。而RS485收发器工作电压较低(5V左右)，其本身耐压也非常低(-7V~+12V)，一旦过压引入，就会击

2、穿损坏。在有强烈的浪涌能量出现时，甚至可以看到收发器爆裂，线路板焦糊的现象。二.防雷保护器的基本要求在正常运行时,雷电保护器的接入应不影响信号的正常传输,雷电保护器的对地阻抗应非常大,串连在电路中的阻抗应非常小，在雷电袭击通信总线时,雷电保护器应发挥良好的电压钳位作用，其钳位电压应低于后端控制芯片或其它电器件的耐受电压水平。在抑制雷电袭击过程中,雷电保护器自身应完好无损，雷电保护器对雷电袭击应具有足够快的响应速度。陶瓷气体放电管（GDT）【UN3E5-470LSMD】直流标称电压470±20%V，冲击电流（8/20μS）2.5KA*2，电容值＜1.5pF，电阻值＞1GΩ【UN3E6-420

3、MM】直流标称电压420±20%V，冲击电流（8/20μS）5KA*2，电容值＜1.5pF，电阻值＞1GΩ温度保险丝（PTC）PTC1/PTC2【JK250-120U】最大冲击电压250V，最大冲击电流10A，最大不动作电流120mA瞬态抑制二极管（TVS）TVS1/TVS2/TVS3【SMBJ15CA】Vbr：16.7-18.5；Ir：SuA；Vrwm：15.0V，Ipp：24.59A；封装：SMB/DO-214AA.三、方案应用1、监控/安防系统2、门禁系统3、铁路信号控制灯4、智能交通系统5、电表/水表/仪器仪表6、光端机四、方案说明与注意事项1、前端采用通流量大的GDT，泄放大电流

4、2、后端采用反应时间快的TVS，残压低，有效保护RS485芯片3、中间采用PTC做退耦，让前面GDT更容易动作，打到泄放电流的作用4、本方案在差模，共模均采用是同型号的TVS和GDT,防护无死角。5、本方案满足IEC61000-4-2、GBT17626.2等静电标准，IEC61000-4-5、GBT17626.5等浪涌测试标准6、可通过10/700μs（等效内电阻40ohm）、1.2/50-8/20μs测试，具体防护等级需参考GDT和TVS的通流量。