1 常用RS-485保護電路

 

圖1 保護電路1

 

如圖1所示的保護電路，氣體放電管將接口處的大部分浪湧電流泄放，共模電感濾除共模信號的幹擾，TVS進一步降低氣體放電管後的殘壓，從而保護後級電路。RSM485ECHT模塊應用圖1所示保護電路可以達到接觸靜電±8kV
，共模浪湧±4kV，差模浪湧±2kV，滿足大部分工業現場對RS-485節點靜電和浪湧等級的要求。

 

圖1所示保護電路雖然保護能力較強，但其結電容較大，A-RGND或B-RGND結電容為2.5nF左右，當總線上有較多節點均使用圖1保護電路進行組網時
，總線的電容量較大
，信號反射以及信號邊沿趨於平緩使信號質量變差，甚至會導致通信異常。

 

2 總線電容導致的信號反射問題

 

當信號在通信線上傳輸，到達RS-485節點上的保護電路時，保護電路的結電容使信號受到的瞬時阻抗發生變化，一部分信號將被反射，另一部分發生失真並繼續傳播下去。

 

圖2所示為RSM485ECHT單節點發送波形，圖3為RS-485總線接6個保護電路的示意圖，每個節點之間的距離在30cm左右，使用雙絞線手拉手連接
，圖4和圖5分別為在總線上接6個圖1所示電路的波形測試點1和波形測試點6（圖3中標注的位置）的波形，波形的上升/下降時間變長
，並且波形測試點1波形變成了台階形狀。

 

圖2 RSM485ECHT單節點RS-485接口差分波形

 

圖3 總線接6個保護電路連接示意圖

 

圖4 RSM485ECHT接6個保護電路波形測試點1波形

 

圖5 RSM485ECHT接6個保護電路波形測試點6波形

 

RSM485ECHT的RS-485接口驅動能力較強，如下為使用相同測試條件測試市場上常用的RS-485收發器芯片測試波形，可以看出其波形已被嚴重幹擾，且反射波形已到達RS-485芯片門限電平附近
，有可能引起通信異常。因此在實際應用中應選擇驅動能力較強的收發器。

 

圖6 某RS-485收發器接6個保護電路波形測試點1波形

 

圖7 某RS-485收發器接6個保護電路波形測試點6波形

 

3 低結電容保護電路

 

當通信節點數較多，可以使用如圖8所示保護電路，其A-RGND或B-RGND的結電容僅為20pF，雖然TVS結電容較大
，但普通二極管結電容非常小，TVS與普通二極管的結電容為串聯關係，因此可以減小保護電路的結電容。使用圖8進行圖3所示的組網，測試點1的波形如圖9所示，測試點6波形如圖10所示，波形基本未發生變化。

 

圖8 保護電路2（低結電容）

 

圖9 RSM485ECHT接6個保護電路2波形測試點1波形

 

圖10 RSM485ECHT接6個保護電路2波形測試點6波形

 

4 總結

 

總(zong)線(xian)上(shang)掛(gua)載(zai)的(de)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)會(hui)使(shi)信(xin)號(hao)受(shou)到(dao)的(de)瞬(shun)時(shi)阻(zu)抗(kang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，導(dao)致(zhi)信(xin)號(hao)反(fan)射(she)
，當(dang)總(zong)線(xian)上(shang)的(de)節(jie)點(dian)數(shu)較(jiao)多(duo)
，總(zong)線(xian)的(de)電(dian)容(rong)量(liang)較(jiao)大(da)，會(hui)對(dui)總(zong)線(xian)波(bo)形(xing)造(zao)成(cheng)幹(gan)擾(rao)，影(ying)響(xiang)通(tong)信(xin)信(xin)號(hao)質(zhi)量(liang)，因(yin)此(ci)為(wei)減(jian)小(xiao)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)對(dui)總(zong)線(xian)通(tong)信(xin)的(de)影(ying)響(xiang)，在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)較(jiao)強(qiang)的(de)收(shou)發(fa)器(qi)，並(bing)且(qie)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)若(ruo)使(shi)用(yong)圖(tu)1所示保護電路，應選擇低結電容TVS
，也可選擇使用如圖8所示的低結電容保護電路。

 

 本文轉載自ZLG立功科技。

 

 

推薦閱讀：