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人物如何保护工业现场总线传输介质RS-485网络免受故障影响

在工业现场,RS-485网络的总线电缆与工业直流(DC)电源共享同一根导管,这种设计可能会因为电缆接线错误或剧烈弯曲导致绝缘损坏,从而引起数据与电源导体间短路。在这种情况下,即使是过压保护收发器也需要能够提供高于最大可能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,还需要具有特定开关特性的瞬态电压抑制器(TVS)。本文讨论了如何通过结合过压保护收发器和TVS来保护RS-485数据线免受静静力学脉冲干扰(ESD)、瞬态脉冲干扰(EFT)和电涌瞬变的影响。

具备过压保护功能的RS-485收发器,如图1所示,可以承受高达±60V的AC和DC过载。这些收发器内部有双折返限流,工作在±20V宽共模范围内,确保即使在极端情况下也不超过RS-485规范。此外,它们还具有热关断功能,当芯片温度超出安全范围时将驱动器禁用,以防止芯片烧毁,并且可以自动重新启用一旦故障解决。

为了进一步提高系统稳定性,应为每条数据线安装一个独立的TVS设备。这样的设计可以提供对称钳位特性,并且由于触发阈值低于收发器内部可控硅整流器触发阈值,因此不会发生内部与外部保护方案相互作用的问题。

最终,在设计工业RS-485网络时,可以通过使用专门设计用于此目的的OVP收发器以及适当选择并正确放置TVS设备来实现最佳结果。瑞萨电子生产了一系列符合这一需求的产品,这些产品结合了先进技术以提供有效、经济且易于集成到现有系统中的解决方案。

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