RS-485在多功能电能表中的防雷设计 低电容低漏电TVS 多节点信号无干扰
由于RS总线实行长距离传输(1200米以上),而且其传输线通常暴露于户外,因此极易因为雷击等原因引入过电压。而RS485收发器工作电压较低(5V左右),其本身耐压耐压范围也非常窄(-7V~+12V),一旦过压引入,就会击穿损坏,导致通讯中断,设备无法运行。在有强烈的浪涌能量出现时,甚至可以看到收发器爆裂,线路板焦糊的现象,造成巨大的经济损失。
当雷击发生时,感应过电压由 A/B 线引入,经过PTC,然后 GDT 作为初级共模防护,通常 GDT 可以承受 10KA(8x20us)浪涌冲击。之后残压已经大大降低到 1KV 以下,然后 TVS 作为二级保护进行共模/差模保护,到收发器的电压被钳制在 12V 以下,同时,通过 A/B 线上的上拉电压可 以保证 A/B 线上的电压保持在高电平。而实现对收发器的浪涌保护。通常,对于 4KV 以下过电 压,可以省去初级保护—--GDT。单用 TVS 就能实现浪涌保护的要求。当 RS-485 总线与电力线 (例如 220VAC)搭接短路时。A/B 线上的R电阻可以用 PPTC 可以提供短路保护。
注意:
1:GDT 浪涌击穿电压较高,这就意味着后面的电阻值比较大。这可能会影响传输距离减少
2:普通TVS 的漏电流较高,以 ***BJ6.0CA 来讲大致在 200uA 左右。寄生电容也比较大,大概在这样会影响点对点通讯有干扰, 这时可以换成低电容的TVS 阵列器件,如GBLC05C GBLC08C GBLC12C,***712
3:PPTC 的响应速度较慢,因此在电力塔接时,可能会造成 TVS 被交流击穿