无需放电管的RS485室外浪涌保护

发布网友 发布时间：2022-12-22 23:08

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热心网友 时间：2024-01-28 00:47

在实际的工业、电力、自动化及仪器仪表应用中，RS-485总线标准是使用最广泛的物理层总线设计标准之一，由于其会在恶劣电磁环境下工作，为了确保这些数据端口能够在最终安装环境中正常工作，它们必须符合相关的电磁兼容性(EMC)法规。在本文中，浪拓公司结合端口防护方面器件，从原理分析到实测来为大家带来详细的RS485的端口防护分析。

在RS-485端口的EMC设计中，我们需要重点考虑三个因素：静电放电(ESD)、电快速瞬变(EFT)和浪涌（Surge）。国际电工委员会(IEC)规范定义了一组EMC抗扰度要求，这组规范包括以下三种类型的高电压瞬变，设计人员需要确保数据通信线路不受这些瞬变的损害。这三种类型分别是：

·      IEC61000-4-2静电放电(ESD)

·      IEC61000-4-4电快速瞬变(EFT)

·      IEC61000-4-5浪涌抗扰度（Surge）

      静电放电

静电放电（ESD）是指两个电位不同的带电体之间因为近接触或电场的传导而突然产生静电电荷的传输。其特性是在较短的时间内有较大的电流。IEC

61000-4-2测试的主要目，就是确定系统在工作过程中对系统外部ESD事件的抗扰度。IEC61000-4-2规定了不同环境状况下的电压测试级别，共分4个级别。1级最轻微，4级最严重。1级和2级适合拥有防静电材料的受控环境中安装的产品。3级和4级适合情况更严重的环境中安装的产品，这类环境下更常发生带有较高电压的ESD事件。

      电快速瞬变（脉冲群）

电快速瞬变（EFT）测试的是，将大量极快的瞬变脉冲耦合到信号线上，系统与外部开关电路关联的瞬变干扰，这类电路能够以容性方式耦合至通信端口。EFT的缠上包括继电器和开关触点抖动，或者因为感性或容性负载切换而产生的瞬变，而所有这些在工业环境中都很常见。IEC61000-4-4中定义的 EFT测试，就是去模拟这些事件产生的干扰。

浪涌（Surge）

浪涌通常由开关操作造成的过压情况或雷击造成。开关瞬变的起因可能是电力系统切换、配电系统中的负载变化或各种系统故障。雷击瞬变的起因可能是附近的雷击导致向电路中注入了较大的电流和电压。IEC61000-4-5定义了在容易受到这些浪涌现象影响的情况下用于评估电子电气设备抗扰度的波形、测试方法和测试级别。

开发RS-485保护电路的过程，就是要根据实际应用的场景，达到相应的上述三种瞬变的抗扰度的规范要求，同时又要保证成本效益。

雷卯电子新型保护方案

该电路保护方案可以通过8/20US 浪涌电流3KA的测试，而且钳位电压很低，直接一步到位保护到RS485的浪涌，可以省去GDT陶瓷气体放电管。

LM3KA6.8CA 采用SMC封装