关于RS485防雷保护中的接地问题分析

2017-09-04 温州创捷防雷电器有限公司 57
防雷保护中有差模保护和共模保护,共模保护时波及到接地的题目,前端GDT(陶瓷放电管)接地,TVS(瞬态抑制二极管)接地,还有后端电路的系统地,这三者之间不同的接处所式,对后端电路的保护可以会有影响,本文等于对于这个接地题目的推行与阐发,了解这些接处所案对后端电路的影响环境。大地无意偶尔会显现异样电压,这时候辰系统与大地的拒却与否会影响到系统的失常任务,接地题目需求工程师认真对待。

第一级GDT(陶瓷放电管)用作大电流的泄放,第二级的TVS箝位电压(单个TVS作差模保护,两个勾串TVS作共模保护),中央用保险丝退耦,后端为485芯片。由于TVS共模保护是要保护后面的电路可以芯片,以是TVS的地和后端电路的信号地是衔接在一路的,这样才有保护意义。这四种规划的保护等第:可通过IEC61000-4-5;4级标准:  1.2/50us  4KV , 10/700us  6KV。按照三者不同的接地组合形势,可以把接地分成四种环境(下列四种都是基于共模保护时的环境)。

 

一. 四种接处所案电路原理图

 

上面等于四种接处所案的电路原理图,GDT(陶瓷放电管)接地,TVS(瞬态抑制二极管)接地,后端电路的是信号地,各人从图中可以很方便的看到接地的情景。

 浪涌保护器,防雷器,压敏电阻
 

 

 

二. 对于上面四种规划的测试数据

 

在1.2/50US波形4KV,做共模雷击,测试的残压为如图CD两端的电压,数据下列表所示。

 

接地环境

正向  20.6V  19.8V

共模残压(CD两端)

测试成就

图一 GDT接地,TVS与信号地相连不接大地

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正向  17.2V  16.6V

正向  18.2V  19.6V

规划二的残压比第四种的残压要稍微低点,当接地杰出的时辰选用第二种对照好;若是接地环境不良,从空中过来的地还击电压很容易形成后端电路的异样;畴前端过来的大电流大电压,GDT与TVS构成回路,也可以与从后端电路构成回路,这个时辰就要看后面芯片的耐压。经过测试,一般485芯片的耐压是40V到50V,不同厂家的芯片品质也不尽类似,耐压有高有低。内地电压超过芯片的耐压值,芯片会被打死。可以看出规划二波动性不够好。

TVS OK

485芯片OK

图二 GDT接地,TVS与信号地相衔接大地

正向  17.2V  16.6V

1.2/50US  4KV  隔绝60S

负向  16.8V  16.2V

TVS OK

485芯片OK

图三 GDT,TVS与信号地三者相衔接大地

正向  17.2V  16.6V

测试条件

负向  20.0V  19.4V

TVS OK

485芯片OK

图四 GDT接地,TVS与信号地相连再串GDT接大地

正向  17.2V  16.6V

正向  17.6V  17.2V

负向  18.4V  17.8V

TVS OK

485芯片OK

 

三. 对几种规划和推行数据的阐发

 

从表格的测试数据中可以看到,规一概共模残压(CD两端)比喻案二和规划四要略高,当接地形态不杰出的时辰,由于后端与大地之间举办了拒却,这时候辰对芯片的影响很小,跟第四种规划差未几,无非这类规划比第三种和第四种节减了本钱;可是当大地形态杰出的时辰,第二种接处所案比第一种要好。当大地电压显现高电压,可以电力线接触到外壳诱发大地电压下降,这时候辰需求杰出的接地拒却。以是当不领略大地能否杰出的时辰,决定第一种规划比第二种规划要好。

负向  18.8V  19.2V

规划三先后一路加GDT(陶瓷放电管)再接大地,这类规划跟规划二比拟,残压高些。当电涌畴前端过来,要经过两个陶瓷放电管放电才会将大电流泄放到大地,而且此时的电流很可以直接流向后端电路,而不是通过第二个陶瓷泄放到大地,当能量过大,芯片会被打死。当大地电压没有超过接地陶瓷放电管击穿电压的时辰,对后端芯片可以起到保护作用,与第二种规划比拟,添加了一个陶瓷放电管,很显着这类规整洁致理化,进而方案规划四的电路。

规划四共模残压不高,后端电路与空及第办了拒却,大地形态的曲直短长与否对其影响不大,选这类绝对第二种要好些。前端陶瓷放电管直接接地,将大电流直接泄放到大地,后端TVS起第二级保护,保护结果不错。与第一种规划比拟,规划四的本钱有所添加,但残压比喻案一要低;与第二种规划比拟,波动性比它要好;与第三种绝对照,它缩小了畴前端过来的电流的路子,从而很好地保护了后端的电路可以芯片。

总结:一个规划的保护结果,残压弯曲,保护本钱,运用环境,都是工程师需求郑重思索的题目。

关键字:RS485  防雷保护中  接地题目