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產(chǎn)品應(yīng)用
Product Application
RS485數(shù)據(jù)接口雷擊過(guò)電壓防護(hù)
一、應(yīng)用背景
在當(dāng)今信息通訊高速發(fā)展的階段，自動(dòng)化監(jiān)控、安全防護(hù)、門(mén)禁考勤及工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)得到迅速普及和應(yīng)用。在工業(yè)控制設(shè)備之間中長(zhǎng)距離通信的諸多方案中，RS-485系統(tǒng)總線因硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)化、工業(yè)控制、小區(qū)監(jiān)控、水利自動(dòng)測(cè)控等領(lǐng)域。
在某些工業(yè)控制領(lǐng)域，由于現(xiàn)場(chǎng)情況十分復(fù)雜，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在很高的共模電壓。雖然RS-485接口采用的是差分傳輸方式，具有一定的抗共模干擾的能力，但由于RS485總線實(shí)行長(zhǎng)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^(guò)電壓。當(dāng)共模電壓超過(guò)RS-485接收器的極限接收電壓，即大于+12V或小于-7V時(shí)，接收器就再也無(wú)法正常工作了，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤酒蛢x器設(shè)備。
二、RS485 接口介紹：
RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信，其接口詳細(xì)的電氣參數(shù)如下：
接口定義：A、B
工作電壓：-7V—12V
信號(hào)速率：10Mb/s
接口電纜：雙絞屏蔽電纜
走線方式：根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行走線，最大長(zhǎng)度1000m
三、RS485接口防雷擊過(guò)電壓方案：
如圖，該電路采用了兩級(jí)防護(hù)，
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G1、G2 為氣體放電管，主要用來(lái)泄放共模浪涌能量，氣體放電管擊穿電壓90V，通流量10kA；
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D1、D2、D3為半導(dǎo)體放電管，D1、D2用來(lái)泄放共模浪涌能量，D3用來(lái)泄放差模浪涌能量；
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R1、R2 選用10?1/2W的電阻，因半導(dǎo)體放電管啟動(dòng)電壓要低于氣體放電管，為保證氣體放電管能順利的導(dǎo)通，泄放大能量必須增加此電阻（R1、R2）進(jìn)行分壓，確保大部分能量通過(guò)氣體放電管泄放，而半導(dǎo)體放電管作第二級(jí)精細(xì)防護(hù)；
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C1、C2 電容，給干擾提供低阻抗的回流路徑，能有效減小對(duì)外的共模干擾電流，同時(shí)對(duì)外界干擾能適當(dāng)?shù)臑V波；此電容容值可以根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整，從22pF至1000pF，典型值為100pF；
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共模電感能夠?qū)λp共模干擾，對(duì)單板內(nèi)部的干擾以及外部的干擾都能抑制，能提高接口的抗干擾能力，同時(shí)也能減小通過(guò)信號(hào)電纜對(duì)外的輻射。
