1、RS485通信抗雷击防护的必要性

在构成RS485总线网络时,采用双绞线作传输线,传输线一般在室外架空或沿电缆沟敷设,所以,在雷雨季节常发生因雷电在传输线上引起的瞬变干扰而损坏器件,再者由于RS485的网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,即通常采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。因此雷电的引发的瞬变往往导致传输线上的多个RS485收发器损坏,故防雷措施是RS485技术实际使用中必须考虑的问题,也是提高系统可靠性一个十分重要的措施。

2、RS485通信抗雷击防护原理

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RS485总线的两级防护原理图。当雷击发生时,气体放电管GDT做一级防护,较强的能量通过气体放电管泄放到大地上。TVS二极管或半导体放电管做为二次限压,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。

气体放电管需要根据实际的应用场景以及防护的等级选型。PTC需要考虑限流和耐压的问题,熔断电流要大于RS485正常工作时总线流过的电流,但是需要小于后级电路所能承受的最大电流;耐压值要大于气体放电管的击穿电压,特殊的应用场景例如电表上的RS485的A、B线上需要更高的耐压值(220V等),作用是在错将零线和火线接到A、B上时保护电表不被烧坏。TVS的钳位电压不能小于RS485正常工作的电压,但是要小于芯片可以承受的最大电压,同时需要根据防护等级选型。流过TVS的能量通过电容泄放到大地上。

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雷击浪涌防护除了需要选择优质的防护器件,进行良好的电路板设计,接地也是其最重要的要求。一般防雷地都要可靠地连接至大地,且接地电阻不能超过10欧。可靠的接地可以大大提高防护效果,而不良的接地也会大大消弱防护效果。

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