rs485資料匯流排雷擊過壓防護技術介紹
2023年06月24日瀏覽 669次
**摘要：由於rs485匯流排實行長距離傳輸(1200公尺以上)，而且其傳輸線通常暴露於戶外，因此極易因為雷擊等原因引入過電壓。而rs485收發器工作電壓較低（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。
在有強烈的浪湧能量出現時，甚至可以看到收發器爆裂，線路板焦糊的現
象。作者：趙吉祥
rs485資料匯流排雷擊過壓防護
1． rs485匯流排的應用領域
工業控制，dcs，資料採集系統
高速公路收費系統
過程控制及製造
電力系統採集與控制系統
遠端終端互連
2． 雷擊過壓防護的必要性
由於rs485匯流排實行長距離傳輸(1200公尺以上)，而且其傳輸線通常暴露於戶外，因此極易因為雷擊等原因引入過電壓。而rs485收發器工作電壓較低（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。在有強烈的浪湧能量出現時，甚至可以看到收發器爆裂，線路板焦糊的現象。
3． 防護方法及原理
以上為rs485匯流排的兩級防護電路圖。當雷擊發生時，感應過電壓由t與r端引入，g1.g2進行共模防護，g3進行差模保護，此時過電壓被大大削弱到約500v左右，在經過電阻r1r2限流，tvs1/2/3二次限壓後，到收發器的電壓被鉗制在6.
8v左右，從而實現對收發器的保護。
型號（g1/g2/g3） 直流開啟電壓vs(100v/s) 絕緣電阻ir(dc100v) 靜電電容（1khz） 通流能量
（10/700us）
gs41-181n 120v~240v ≥100mω ≤2pf 4kv/500a
4． 方案選擇與對比
g1/g2/g3 r1/r2 tvs1/2/3 比較
方案一 gs41-181n 10ω/1w p6ke6.8ca 體積小/防護中/成本低
方案二 3r090 10ω/1w p6ke6.8ca 體積大/防護高/成本高
方案三 p0640 10ω/1w p6ke6.8ca 體積小/防護低/成本中
5． 知識問答
問：各種器件的選擇依據是什麼？
答：g1g2g3的選擇首先考慮其耐壓耐流能力。如gs41-181n能承受10/700us，4kv雷擊測試；90v陶瓷管（3r090）可承受10/700us，8kv雷擊測試；64v固體管（p0640）只能承受10/700us，3kv雷擊測試。
r1r2可選擇限流效果最好的高成本ptc電阻，也可以選擇低成本線繞電阻。經過實際測試，該方案中的線繞電阻選擇10ω/1w，**低廉，效果不錯；ptc則可採用10歐左右，200~300ma,耐壓600v 的陶瓷或高分子熱敏電阻。tvs1/2/3選擇根據晶元的工作電壓與耐壓決定，一般略高於晶元最高工作電壓。
問：過壓防護標準的依據是什麼？
答：iec61000-4-5，itu-t k20/k21及國標gb9043均有關於雷擊浪湧抗擾度測試標準。其通訊線路的最高測試標準為10/700us,4kv。
10/700us為通訊線路中感應出的雷電壓波形，表示從零值上公升至峰值為時
間為10us，下降至峰值的一半為700us。
問：雷擊過壓防護的接地要求？
答：雷擊浪湧防護除了需要選擇優質的防護器件，進行良好的電路板設計，接地也是其最重要的要求。一般防雷地都必要可靠的連線至大地，且接地電阻不能超過10歐。
可靠的接地可以大大提高防護效果，而不
良的接地也會大大消弱防護效果。
問：為了降低成本及體積，可不可以只採用一級防護？
答：不行。能承受大能量雷擊的器件（如rs485）不可能一次將雷擊電壓鉗制到晶元可以承受的水平。
tvs 雖然可以將雷擊電壓一次鉗制到晶元可以承受的水平，但是不能承受大的雷擊能量，因此必須兩級防護。
問：rs232，rs422的防護與rs485有何區別？
答：防護方法完全相同。只是根據其工作電壓的不同，精細保護器件tvs的電壓引數應選擇不同。
如rs232最大工作電壓為15v，則tvs選擇為p6ke18ca（18v），rs422最大工作電壓為12v，則tvs選擇為
p6ke15ca（15v）。
RS485資料匯流排防雷技術介紹
rs485資料匯流排雷擊過壓防護 1 rs485匯流排的應用領域 工業控制，dcs，資料採集系統 高速公路收費系統 過程控制及製造 電力系統採集與控制系統 遠端終端互連 2 雷擊過壓防護的必要性 由於rs485匯流排實行長距離傳輸 1200公尺以上 而且其傳輸線通常暴露於戶外，因此極易因為雷擊等原因...
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