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防雷工程
山西防雷工程中RS485总线防雷保护方案
来源:www.sxscma.com | 作者:山西防雷工程 | 发布时间: 1518天前 | 1495 次浏览 | 分享到:
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，山西防雷工程主要讨论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。


三.RS485通讯保护方案


a.原理图
以上为RS485总线的两级防护电路图。当雷击发生时，感应过电压由两端引入，GDT做一级防护，此时过电压被大大削弱到数百伏左右，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，从而实现对后端电路的保护。TVS2/3做共模保护，TVS1做差模保护。


b.保护等级


可通过IEC61000-4-5,4级标准:


1.2/50us 4KV


10/700us 6KV


8/20us 2KA


C.器件选择


贴片(SMD):


GDT: 3SPC090F


PPTC: MSM020


TVS: SMBJ10CA


插件(DIP):


GDT: C6M09R


PPTC: K250-120U


TVS: P6KE12CA


d.器件选型说明


陶瓷放电管GDT: 直流击穿电压大于线路中的正常工作电压，放电管允许的通过电流超过或等于设计通过的最大电流即可。