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RS-485总线的过电压防护

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RS-485总线的过电压防护

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线的过电压防护

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张平泽

!江苏常州机电职业技术学院"常州’()(*$#

’3456785!+,-.,-/0/1-23/40.,.,-21526.27-/89.:26/;0/#/08689!"#$%&<86<-6.:2.-1=>/261/8;-?:8=3-;/06?:2<#.0<23>/-@A.23/8?:-/-6./.,-;-.,81/>/06706.-:623<,0?+B".8?:-5-6.85-:583.27-261/-3-<.08689?:8.-<.0861-50<-:-2/862=3C@D1-.2032623C/0/0/705-62=8>..48<32//89<0:#+B"#+!DK"AEK+BRL+DSE"TNN!E""R!!暂态电压抑制二极管%的办法限制过电压"+B"的作用原理是当管子两端经受暂态能量冲击时!能极快地将其两端的阻抗降低!通过能量吸收把其两端>0./89307,.6067?:8.-<.086=2/-186+EFG$%&307,.6067:8.-<.086.>=-/82/.8?:8.-<.!"G$%&<86<-6.:2.-1=>/@:;<=6>4!<86<-6.:2.-1=>/!85-:583.27-?:8.--.086!,0?+B"

摘!要!介绍了!"#$%&总线的传输优点及应用中存在的一些问题!叙述了在内部集成+B"的方法限制过电压和合理选用防护器件!详细分析由+EF#$%&防雷管为基础的构建的两级防雷电路!实现了对!"#$%&总线的整体防护"关键词!总线!过电压保护!集成+B"中图分类号!+I%*!!!文献标识码!D

!引!言

!"#$%&接口标准是以平衡方式传输的标准"收发器采用平衡发送和差分接收!即发送器把逻辑电平变成电位差发送!面接收器通过差分电路接收把电位差再变换回逻辑电平!故具有抑制共模干扰的能力和高的接收灵敏度!使其传输速率高#最大J;=$/%!传送距离远#电缆长度可达(’JJ;%

"因!"#$%&标准允许在电路中有多个发送器!故可构成双线传输的!"#$%&总线网!所有节点直接挂到总线上!节点数量与!"#$%&器件性能有关!如"K*&LMH(%$!最大可挂*$个收发器!"N($%&!允许接$JJ个收发器"!$.ABCD总线存在的问题

在!"#$%&总线网的应用中!常见的问题是!因总线受干扰源#如雷电&静电放电&电源系统开关等引起的过电压等%!有可能导致总线被卡死!或个别收发器损坏"如果总线过电压保护不好!就可能导致多个甚至全部!"#$%&收发器被烧毁"

!"#$%&接收器差分输入端对’地(的共模电压允许GO!P(’!!超过此范围的过电压可能损坏器件!例如人体接触芯片的引脚而产生静电放电电压可高达

十QB!

可造成器件闭锁或受损)感应雷能量更可在瞬间烧毁传输线上的全部器件"!采取内部集成&

".的法抑制过电压

市场上有一些!"#$%&芯片!

通过在内部集成间的电压抑制在其标称值上!保护后端的元件"受半导体工艺限制!集成到!"#$%&芯片上的+B"很难做到大功率!如雷击可能损坏内置的+B")同时!暂态电流产生的强磁场会使近距离的其他电路上感应出高电压!损坏电路"F!合理选用防护器件

通讯线路合理防护的基础是正确选用器件"传统气体或陶瓷放电管虽然冲击电流耐受能力大!但反应速度慢!箝位电压高#约%JJB%"而压敏电阻的能量吸收性能较差!寄生电容大!低电压的压敏电阻漏流大!也不适合于!"#$%&接口保护"半导体类的防雷过电压器件#"012<.8:和+B"%虽反应速度极快!但耐受能量不足!难以独立承担整个线路的保护"目前!槟城电子的+EF#$%&半导体类气体防雷管具有反应速度快!寄生电容小!冲击容量大等特性!特别适合用于!"#$%&接口的初级防护"B!以&#0ABCD防雷管为基础构建两级防雷电路

以+EF#$%&防雷管为基础!构建初级和次级的两级防雷电路!可实现!"#$%&接口的整体防雷击和过电压保护#见图(%"

图@!由&

#0ABCD防雷管为基础构建的两级防雷电路图中U($U’

$U)为+EF#$%&防雷管!分别提供线线间和线地间的防雷击过电压保护!+EF#$%&防雷管的快速反应特性使雷击过电压能量被迅速泄放!而吸收冲击能量大的特性可以保证泄放过程中防雷管自身不被损坏"泄放过程中产生的瞬态大电流会在电路中感应出一个尖峰电压!此电压幅值随

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