人物如何保护工业RS-485网络免受故障影响深入探讨CAN通信原理
在工业环境中，RS-485网络的稳定性至关重要。这些网络通常通过一根共享导管与工业直流（DC）电源连接，这种设计简化了布线，但也增加了故障风险。例如，电缆接线错误或过度弯曲可能导致绝缘损坏，从而引起数据和电源之间的短路。在这样的情况下，保持运行需要安装过压保护收发器，其总线端子必须具有高于最大可能DC电源电压的高DC与交流（AC）隔离电压。
然而，要保护总线数据线免受更高过电压瞬变（如雷击）的影响，还需要使用具有特定开关特性的瞬态电压抑制器（TVS）。本文将探讨如何通过结合过压保护收发器和TVS来保护RS-485数据线免受静电、瞬态脉冲干扰和电涌瞬变的影响，尤其是在24V额定工业DC总线中，该系统可承受高达36V的偏移。
具备过压保护功能的RS-485收发器，如图1所示，可以承受±60V的AC和DC过载。一条总线可以保持在+60V，而另一条则位于-60V，从而产生120V显著差分。根据EIA-485标准，即使在极端瞬态情况下，也能达到±80V。此外，这些收发器还配备双折返限流功能，以防止驱动器因故障而受到严重损害。
为了确保通信安全，在发生故障时还需进行热关断。当芯片温度升至一定水平时，将自动禁用驱动器，并将功耗降至零以便冷却。如果故障仍然存在，则会重复执行热关断/重新启用的循环，直到问题解决。此过程不会影响接收机，因为它始终处于可操作状态，无论驱动机是否激活或整体掉電，都能保持故障检测功能。
此外，对于内部ESD保护，我们采用可控硅整流器（SCR），它们具有快速回跳且非齐纳特性。当外部超出触发阈值时，它们开始导通。这意味着即使驱动输出晶体管有很高击穿能力，只要触发阈值设得足够远，就能够使用多种类型的TVS设备，这些设备在正常操作期间不会误触放闸。
另一个关键组成部分是具有高DC隔离度的大型瞬态电子元件，它们不仅能够处理三种主要类型的突变：ESD、EFT和浪涌，而且能够承受最高36伏直流势力并提供350毫瓦功率吸收能力，同时占据小巧2mm x 1mm空间尺寸。
最终，我们提出了两种实施方案：一种是单个电视屏幕对称钳位，但这限制了共模范围；另一种是每根数据线各自装配两个电视屏幕以实现对称钳位，并且每个电视屏幕都为4pF低结容量，使得它们适合长距离、高速点对点通信应用，而不会对信号完整性造成负面影响。最后，我们强调了良好的板设计对于减少EMI以及利用去耦式滤波等技术非常重要，以确保整个系统稳定运行。
