
一.雷擊過壓防護的必要性
二.防雷保護器的根本要求
在失常運轉時,雷電保護器的接入應不影響信號的失常傳輸,雷電保護器的對地阻抗應無比大,串通在電路中的阻抗應無比小,在雷電打擊通信總線時,雷電保護器應闡揚杰出的電壓鉗位作用,其鉗位電壓應低于后端掌握芯片或其他電器件的耐受電壓水平。在抑制雷電打擊歷程中,雷電保護器自己應完全無損,雷電保護器對雷電打擊應具備完善快的響應速度。
三.rs485通信保護規劃
a.原理圖
rs-485接口帶電拔插和顫動都會誘發電壓的激烈變化,都會使芯片毀壞,而rs485總線履行長距離傳輸(1200米以上),并且其傳輸線通常暴露于戶外,是以極易因為雷擊等啟事引入過電壓。而rs485收發器任務電壓較低(5v左右),其本人耐壓也無比低(-7v~+12v),一旦過壓引入,就會擊穿毀壞。在有兇猛的電涌能量顯現時,甚至能夠看到收發器爆裂,路線板焦糊的景遇。
c.器件決定
b.保護等第
可通過iec61000-4-5,4級標準:
以上為rs485總線的兩級防護電路圖。當雷擊產生時,認為過電壓由兩端引入,gdt做一級防護,此時過電壓被大大減弱到數百伏左右,再經過pptc限浪,tvs做二次限壓,使到后端電路的電壓被箝制在8v左右,從而完成對后端電路的保護。tvs2/3做共模保護,tvs1做差模保護。
d.器件選型闡明
陶瓷放電管gdt: 直流擊穿電壓大于路線中的失常任務電壓,放電管準許的通過電流超過或便是方案通過的最大電流即可。
自回覆保險絲pptc:pptc的最大額定任務電壓應大于電路失常最大任務電壓。ih摒棄電流應大于最大任務電流,it行徑電流應小于路線的最大可經受電流。
瞬態抑制二極管tvs:通用信號傳輸線上tvs的擊穿電壓vbr應高于信號線上傳輸的信號電壓,在此前提下, vbr應盡也許選得低一些,較低的vbr 可使后端通信芯片獲得穩定保護,并且具備較大的通流容量。
e.殘壓波形
四.各類器件的決定根據
gdt的決定首先思索其耐壓耐流手段。如spa090f的gdt能經受8/20us,4kv雷擊測試;spc和bxl系列gdt的可經受8/20us,8kv雷擊測試;b8m09r系列gdt的能經受8/20us,20kv雷擊測試等等。保險絲可決定限流結果最佳的pptc自回覆保險絲, pptc則可給與0.3-6歐左右, 不行徑電流為100~200ma,的自回覆保險絲。tvs1/2/3決定按照芯片的任務電壓與耐壓決定,一般略高于芯片最高任務電壓。
五.過壓防護標準的根據
iec61000-4-5,itu-t k20/k21及國標gb9043均有對于雷擊電涌抗擾度測試標準。其通信路線的最高測試標準為10/700us,4kv。10/700us為通信路線中認為出的雷電壓波形,示意波前時間即從30%峰值回升至90%峰值的時間為10us,升高至峰值的一半為700us即半峰值時間。
六.雷擊過壓防護的接地要求
雷擊電涌防護除了必要決定優秀的防護器件,舉辦杰出的電路板方案,接地也是其最重要的要求。一般防雷地都要穩定的銜接至大地,且接地電阻不能超過10歐。穩定的接地能夠大大進步防護結果,而不良的接地也會大大消退防護結果
七.為了降低本錢及體積,可不能夠只給與一級防護
只給與一級防護,能經受大能量雷擊的器件(如gdt)不也許一次將雷擊電壓脅迫到芯片能夠經受的水平。tvs雖然能夠將雷擊電壓一次脅迫到芯片能夠經受的水平,以是要經受大的雷擊能量,是以必須兩級防護。rs232,rs422的防護與rs485的防護要領徹底類似。只是按照其任務電壓的不同,緊密保護器件tvs的電壓參數應決定不同。