【选型】RS-485接口的防雷设计电路,该如何选择保护器件?

2017-06-21 百度文库(世强编辑整理)
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RS-485接口带电拔插和抖动都会引起电压的剧烈变化,使芯片损坏。RS-485总线可实现长距离传输(1200米以上),其传输线通常暴露于户外,极易因为雷击等原因引入过电压。而RS-485收发器工作电压较低(5V左右),其本身耐压也非常低(-7V~+12V),一旦引入过压,就会被击穿损坏。在有强烈的浪涌能量出现时,甚至可能发生收发器爆裂、线路板焦糊的现象。

因此,设计时需对芯片以及总线进行有效的保护。在正常运行时,雷电保护器的接入应不影响信号的正常传输;雷电保护器的对地阻抗应非常大,串联在电路中的阻抗应非常小,在雷电袭击通信总线时,雷电保护器应发挥良好的电压钳位作用,其钳位电压应低于后端控制芯片或其它电器件的耐受电压水平;在抑制雷电袭击过程中,雷电保护器自身应完好无损,其对雷电袭击应具有足够快的响应速度。

图1为RS-485保护电路,其需要两级保护电路。当雷击发生时,感应过电压由两端引入,气体放电管做一级防护,此时过电压被大大削弱到数百伏左右,再经过PPTC限浪;通过TVS做二次限压,使到达后端电路的电压被箝制在8V左右,从而实现对后端电路的保护。下面分别介绍气体放电管、PPTC以及TVS的选择方法。


图1:RS-485保护电路


气体放电管的直流放电电压VDC,应高于信号线上传输的最高信号电压,而响应速度是选择放电管的另一个指标。在正常传输电压低于10V的信号线保护中,Uf为50V-100V的放电管,能泄放5kA~10kA的浪涌电流,本文推荐使用力特公司的气体放电管SH90。其采用方形表面安装式封装(5.0×5.0×4.2mm),占用空间极小;具备5kA(8/20μs)浪涌性能,符合IEC61000-4-5标准;断态电容值≤0.7pF,不会因信号电压变化而变化。


图2:放电管SH系列波形


PPTC的最大额定工作电压应大于电路正常最大工作电压。IH保持电流应大于最大工作电流,IT动作电流应小于线路的最大可承受电流。因此,可采用不动作电流为100~200mA的自恢复保险丝。本文推荐使用力特公司的nanoSMDC010F,其保持电流为0.1A,动作电流为0.25A,最大电压为60V,最大电流为10A,电阻为1.6Ω到15Ω,采用1206封装。其外形极其小巧,有利于节约电路板空间。




图3:nanoSMDC010F动作电流和时间关系图


TVS二级管的击穿电压VBR应高于信号线上传输的信号电压,在此前提下,VBR应尽可能选得低一些,较低的VBR可使后端通信芯片得到可靠的保护,而RS-485总线上的电压范围为-7V至+12V。力特专为RS-485的应用设计推出的具有非对称工作电压的保护器件SM712。SM712的低动态电阻(0.5ΩTYP)提供出色的箝位性能;它能吸收IEC61000-4-2国际标准规定之最高级别的反复性ESD放电,无需担心其性能发生减退;并可在极低的箝位电压下安全地耗散19A的8/20μs波形浪涌电流(IEC61000-4-5)。此外,SM712拥有75pF(最大)最低电容负载,且符合AEC-Q101标准。


图4:SM712内部结构


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  • 用户68909777 Lv5. 技术专家 2018-11-11
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    很赞,工业防护必须到位
  • NASA911 Lv8. 研究员 2017-11-25
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  • luosai Lv8. 研究员 2017-11-13
    学习下!
  • 全璞 Lv7. 资深专家 2017-11-04
    保护元件,性能强大。
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Littelfuse(力特) 气体放电管(GDTs)数据手册

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GTCR37-401M-R10,GTCN28-750M-R05,GTCS23-231M-R01-2,GTCA28-231L-R05,GTCN35-471M-R05,GTCS36-551M-R05-2,GTCS36-351M-R10-2,GTCS25-201M-R02,GTCA25-261M-R02,GTCS26-231M-R05,GTCS25-601M-R02,GTCC23-141M-R01,GTCS28-421M-R10-2,GTCS36-501M-R10-2,GTCS38-421M-R10-2,GTCS26-231M-R05-2,GTCS35-261M-R05,GTCN37-351M-R10,GTCS36-231M-R05-2,GTCT35-141M-R05,GTCN25-141M-R02,GTCS26-551M-R05-2,GTCC23-231M-R01-2,GTCS26-501M-R05,GTCS38-601M-R10-2,GTCN38-601M-R10,GTCN38-201M-R10,GTCS36-201M-R05-2,GTCS26-201M-R05-2,GTCR37-261M-R10-FS,GTCS28-601M-R10-2,GTCS35-401M-R05,GTCA38-401M-R10-FS2,GTCS28-301M-R20,GTCN28-750M-R10,GTCR37-750M-R10,GTCA35-201M-R05,GTCA35-900M-R05,GTCS36-261M-R05-2,GTCN35-551M-R05,GTCR37-421M-R10-FS,GTCN28-401M-R10,GTCA35-601M-R05,GTCS26-261M-R05-2,GTCS23-750M-R01,GTCN25-900M-R02,GTCS23-201M-R01-2,GTCN38-900M-R10,GTCA35-141M-R05,GTCN35-151M-R05,GTCA35-551M-R05-FT,GTCN28-750M-R20,GTCA25-401M-R02,GTCA38-401M-R10,GTCN28-801M-R05,GTCS28-750M-R05,GTCA36-231M-R05,GTCA25-471M-R02,GTCN28-401M-R05,GTCX35-XXXM-R05,GTCS38-231M-R10,GTCN38-251M-R10,GTCR37-261M-R10,GTCS26-151M-R05,GTCS26-551M-R05,GTCA35-351M-R05,GTCS38-501M-R10,GTCR37-471M-R10,GTCA28-900M-R10,GTCN26-201M-R05,GTCN26-501M-R05,GTCA38-261M-R10,GTCS38-201M-R10,GTCR37-501M-R10-FS,GTCS25-141M-R02,GTCA26-351M-R05,GTCC23-201M-R01,GTCA28-231M-R10,GTCA28-231M-R05,GTCS28-351M-R10,GTCN28-261M-R20,GTCN35-401M-R05,GTCS36-141M-R10-2,GTCR37-471M-R10-FS,GTCA28-900M-R20,GTCT35-900M-R05,GTCT35-351M-R05,GTCN25-601M-R02,GTCS35-471M-R05,GTCA35-351M-R05-FT,GTCS36-421M-R10-2,GTCA28-231M-R20,GTCS28-351M-R05,GTCS28-351M-R20-2,GTCS36-151M-R05-2,GTCC23-351M-R01,GTCA28-601M-R10,GTCS28-401M-R05,GTCA36-501M-R05,GTCS28-501M-R10-2,GTCT35-601M-R05,GTCN37-900M-R10,GTCS35-151M-R05,GTCS36-301M-R05-2,GTCS26-251M-R05,GTCS23-750M-R01-2,GTCN25-351M-R02,GTCS36-301M-R05,GTCA28-251M-R10,GTCA36-421M-R05,GTCS35-750M-R05,GTCS36-601M-R10-2,GTCA28-302M-R03,GTCN28-301M-R10,GTCN35-421M-R05,GTCN26-151M-R05,GTCA28-242M-R03,GTCN37-301M-R10,GTCA26-401M-R05,GTCC23-201M-R01-2,GTCN28-261M-R05,GTCN36-750M-R10,GTCA28-601M-R05,GTCS28-401M-R10,GTCS38-421M-R10,GTCA28-251M-R05,GTCX36-XXXM-R05,GTCA28-251M-R20,GTCS23-301M-R01,GTCS36-261M-R05,GTCS35-501M-R05,GTCA36-151M-R05,GTCA25-551M-R02,GTCA28-900M-R05,GTCN37-251M-R10,GTCN28-301M-R20,GTCS26-471M-R05,GTCS36-900M-R05-2,GTCS38-151M-R10,GTCN36-750M-R05,GTCN38-231M-R10-FT,GTCN28-551M-R05,GTCA36-201M-R05,GTCN26-141M-R05,GTCN26-421M-R05,GTCS28-351M-R20,GTCN28-261M-R10,GTCS36-301M-R10,GTCX36-XXXM-R10,GTCN36-231M-R10-FT,GTCA36-141M-R05,GTCS38-231M-R10-2,GTCS28-141M-R05,GTCA28-141M-R20,GTCS35-231M-R05,GTCS36-421M-R05-2,GTCS25-301M-R02,GTCR36-351M-R10-FT,GTCN36-421M-R05,GTCN28-351M-R10,GTCR37-351M-R10-FS,GTCA25-231M-R02,GTCS26-900M-R05,GTCN28-421M-R10,GTCA28-551M-R05,GTCN28-421M-R05,GTCA28-601L-R20,GTCC23-421M-R01-2,GTCS36-251M-R10-2,GTCS36-201M-R10,GTCS36-900M-R10,GTCN36-351M-R05,GTCA28-252M-R03,GTCA28-312L-R03,GTCX26-XXXM-R05,GTCS36-601M-R10,GTCN28-351M-R20,GTCN36-421M-R10,GTCN28-501M-R05,GTCN38-351M-R10,GTCS28-141M-R10,GTCS28-141M-R10-2,GTCN38-551M-R10,GTCA38-141M-R10,GTCA28-551M-R10,GTCS23-151M-R01,GTCN28-471M-R10,GTCN28-501M-R10,GTCN36-351M-R10,GTCR37-551M-R10,GTCA35-301M-R05,GTCN26-351M-R05,GTCS28-261M-R10,GTCS28-201M-R10-2,GTCN37-201M-R10,GTCN37-601M-R10,GTCS38-351M-R10,GTCS38-351M-R10-2,GTCS25-351M-R02,GTCS28-201M-R10,GTCR37-151M-R10,GTCS26-141M-R05,GTCS28-141M-R20,GTCS28-141M-R20-2,GTCA25-301M-R02,GTCA38-301M-R10,GTCT35-251M-R05,GTCN36-301M-R05,GTCS25-231M-R02,GTCS26-601M-R05,GTCN35-750M-R05,GTCS35-421M-R05,GTCT35-301M-R05,GTCN28-471M-R05,GTCS36-471M-R05-2,GTCS28-261M-R20,GTCS36-201M-R10-2,GTCN28-351M-R05,GTCR37-900M-R10-FS,GTCS36-750M-R05-2,GTCN38-421M-R10,GTCS26-750M-R05-2,GTCS35-301M-R05,GTCA36-471M-R05,GTCS36-601M-R05-2,GTCS28-201M-R20,GTCS26-201M-R05,GTCA26-750M-R05,GTCN36-261M-R05,GTCN35-601M-R05,GTCN35-501M-R05,GTCA28-201M-R10,GTCN26-301M-R05,GTCA36-601M-R05,GTCC23-301M-R01,GTCS38-301M-R10,GTCA26-551M-R05,GTCN25-750M-R02,GTCA35-251M-R05,GTCR37-141M-R10,GTCC23-XXXM-R01-2,GTCA35-151M-R05,GTCS28-251M-R10,GTCN35-900M-R05,GTCC23-900M-R01-2,GTCN36-401M-R10,GTCN36-301M-R10,GTCA28-362M-R03,GTCA36-900M-R05,GTCS38-401M-R10-2,GTCS36-151M-R05,GTCN26-231M-R05,GTCS26-401M-R05-2,GTCA28-201M-R05,GTCR37-141M-R10-FS,GTCA28-151M-R20,GTCT35-151M-R05,GTCR37-750M-R10-FS,GTCS23-XXXM-R01-2,GTCS23-201M-R01,GTCN38-471M-R10,GTCC23-231M-R01,GTCA28-201M-R20,GTCT35-201M-R05,GTCS23-900M-R01-2,GTCA38-231M-R10,GTCS38-750M-R10-2,GTCN36-261M-R10,GTCR37-551M-R10-FS,GTCN36-401M-R05,GTCA26-601M-R05,GTCS28-251M-R20,GTCS26-151M-R05-2,GTCS35-351M-R05,GTCS28-261M-R05,GTCC23-301M-R01-2,GTCA26-900M-R05,GTCA28-151M-R10,GTCT35-231M-R05,GTCS36-151M-R10,GTCS28-231M-R05,GTCA25-141M-R02,GTCN37-141M-R10,GTCS28-231M-R10,GTCS28-261M-R10-2,GTCN26-251M-R05,GTCA28-402M-R03,GTCS38-251M-R10,GTCS23-141M-R01,GTCS25-251M-R02,GTCS36-141M-R10,GTCS28-301M-R10,GTCA28-151M-R05,GTCA26-471M-R05,GTCS36-201M-R05,GTCA38-201M-R10,GTCS36-551M-R10-2,GTCS23-301M-R01-2,GTCA38-151M-R10,GTCA25-201M-R02,GTCS28-231M-R20,GTCN38-501M-R10,GTCA25-151M-R02,GT

2017年08月15日  - LITTELFUSE  - 数据手册 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

Littelfuse(力特) SLD TVS二极管数据手册

型号- SLD16U-017,SLD18-018,SLD43-018,SLD26-018,SLD,SLD33U-017,SLDXXU-017X,SLD17-018,SLD17U-017,SLD24U-017,SLD40U-017,SLD51-018,SLD10U-017,SLDXXXXX,SLD60-018,SLD16-018,SLD33-018,SLD43U-017,SLD51U-017,SLD54U-017,SLD20-018,SLD14U-017,SLD11U-017,SLD58-018,SLD28-018,SLD15-018,SLD14-018,SLDXXXX-B,SLD45-018,SLD30-018,SLD13-018,SLD36U-017,SLD22-018,SLD22U-017,SLD48-018,SLD30U-017,SLD12-018,SLD60U-017,SLD28U-017,SLD13U-017,SLD58U-017,SLD24-018,SLD11-018,SLD12U-017,SLD20U-017,SLD54-018,SLD48U-017,SLD40-018,SLD18U-017,SLD15U-017,SLD45U-017,SLD10-018,SLD36-018,SLD26U-017

2016年09月10日  - LITTELFUSE  - 数据手册  - Revised: 09/10/16 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

【产品】尺寸最小的Littelfuse PPTC保护便携设备,可避免因过电流、过热条件而损坏

芝加哥,2020年8月4日 - 全球领先的电路保护、电源控制和感应技术制造商Littelfuse, Inc. 今天宣布推出新的PPTC产品系列,该产品系列旨在让当今最常用的消费电子产品的下一代产品变得更小巧、更可靠。PolySwitch® zeptoSMDC 系列在锂离子电池组IC和电量计的信号线上提供强大的过电流和过电压保护。

2020-08-07 -  新产品 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

Littelfuse(力特) SL1011A/SL1411A系列气体放电管数据手册

型号- SL1011A075A,SL1411A,SL1411A800A,SL1011A150,SL1011A600A,SL1411A600A,SL1011A230,SL1011A075,SL1011A350,SL1011A470,SL1011A250,SL1011AXXXX,SL1411AXXXXX,SL1411A470A,SL1011A470A,SL1411A600,SL1411A800,SL1411A090C,SL1411A470,SL1411A250,SL1411A350,SL1411A075,SL1411A230,SL1411A150,SL1011A090,SL1411A090,SL1011A260,SL1011A,SL1011A145,SL1411A350A,SL1011A600,SL1011A500

2017年08月15日  - LITTELFUSE  - 数据手册  - Revised: 11/23/16 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

Littelfuse(力特) 电路保护器件在无人机的应用

描述- 适用于无人机的Littelfuse(力特)保护方案

型号- SP1005,SMAJ,SM05-02HTG,SP1005-01,2920L300/15DR,SM05-02,SP1005-01ETG,SP3022-01,SM,SP3022-01ETG,2920L300,SP3022,2920L,SMAJ18CA

2016年11月28日  - LITTELFUSE  - 应用及方案 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

【应用】Vrwm为15V!这款保护器件大幅度超出ESD标准

Vrwm为15V,大幅度超出ESD测试标准,具有更强的保护能力,且设计简单。

2019-09-03 -  新应用 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

防雷设计中气体放电管主要作用是什么?

(1)气体放电管主要用于防雷设计的电气前端,他具有击穿电压高,电流通量大(一般可以到几百到几千安),钳位电压高的特点。 (2)一般后面都配合有MOV和TVS一起做浪涌吸收。

2017-10-10 -  技术问答

以太网接口RJ45的静电防护选什么类型的保护器件较好?

在以太网接口上速率比较高,电平为差分,最大不会超过5V,一般是3.3V左右,因此SP3002-4瞬态抑制二极管阵列比较适合,它的结电容为0.85pF(比较低),反向工作电压为6V,EDS等级为12KV的接触放电。

2017-10-10 -  技术问答 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货

【应用】通过双标准认证保护器件,给RJ45接口穿上“防弹衣”

SLVU2.8-4满足IEC61000-4-2和IEC61000-4-5标准,结电容C<2pF。

2019-08-29 -  新应用 代理服务 技术支持 现货查询 批量订货
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品牌:LITTELFUSE

品类:TVS Diode Arrays

价格:¥2.6164

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品牌:辰达行

品类:ESD静电保护管

价格:¥0.2706

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品牌:优恩半导体

品类:ESD静电保护器

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品牌:硕凯电子

品类:ESD Protection Transient Voltage Suppressors Array

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品牌:SLKOR

品类:ESD

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品类:二极管

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品牌:安邦

品类:ESD二极管

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品牌:扬杰科技

品类:静电保护二极管

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品牌:SMC

品类:瞬态电压抑制器

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品类:Gas Discharge Tubes

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品类:TVS Diode Arrays

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品牌:LITTELFUSE

品类:TVS Diodes

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品牌:ONSEMI

品类:TVS二极管

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品牌:LITTELFUSE

品类:TVS Diode

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品牌:LITTELFUSE

品类:Gas Discharge Tubes

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品牌:LITTELFUSE

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