RS485總線防雷保護(hù)方案

RS485作為最為最常用的電表通訊方式之一。日常生活中雷電和靜電干擾已經(jīng)成為485通信總線在實(shí)際工程經(jīng)常遇到的問題。故如何對芯片以及總線進(jìn)行有效的保護(hù)，是擺在每一個(gè)使用者面前的一個(gè)問題。在這里，我們主要討論RS485在電表中的防雷保護(hù)及方案。

　　一.雷擊過壓防護(hù)的必要性

　　RS-485接口帶電拔插和抖動都會引起電壓的劇烈變化，都會使芯片損壞，而RS485總線實(shí)行長距離傳輸(1200米以上)，而且其傳輸線通常暴露于戶外，因此極易因?yàn)槔讚舻仍蛞脒^電壓。而RS485收發(fā)器工作電壓較低(5V左右)，其本身耐壓也非常低(-7V~+12V)，一旦過壓引入，就會擊穿損壞。在有強(qiáng)烈的浪涌能量出現(xiàn)時(shí)，甚至可以看到收發(fā)器爆裂，線路板焦糊的現(xiàn)象。

　　二.防雷保護(hù)器的基本要求

　　在正常運(yùn)行時(shí),雷電保護(hù)器的接入應(yīng)不影響信號的正常傳輸,雷電保護(hù)器的對地阻抗應(yīng)非常大,串連在電路中的阻抗應(yīng)非常小，在雷電襲擊通信總線時(shí),雷電保護(hù)器應(yīng)發(fā)揮良好的電壓鉗位作用，其鉗位電壓應(yīng)低于后端控制芯片或其它電器件的耐受電壓水平。在抑制雷電襲擊過程中,雷電保護(hù)器自身應(yīng)完好無損，雷電保護(hù)器對雷電襲擊應(yīng)具有足夠快的響應(yīng)速度。

　　三.RS485通訊保護(hù)方案

　　a.原理圖

　　以上為RS485總線的兩級防護(hù)電路圖。當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，感應(yīng)過電壓由兩端引入，GDT做一級防護(hù)，此時(shí)過電壓被大大削弱到數(shù)百伏左右，再經(jīng)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，從而實(shí)現(xiàn)對后端電路的保護(hù)。TVS2/3做共模保護(hù)，TVS1做差模保護(hù)。

　　b.保護(hù)等級

　　可通過IEC61000-4-5,4級標(biāo)準(zhǔn):

　　1.2/50us 4KV

　　10/700us 6KV

　　8/20us 2KA

　　C.器件選擇

　　貼片(SMD):

　　GDT: 3SPC090F