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关于RS485防雷维护中的接地问题剖析

防雷保护中有差模保护和共模保护,共模保护时涉及到接地的问题,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

防雷维护中有差模维护和共模维护,共模维护时涉及到接地的问题,前端GDT(陶瓷放电管)接地,TVS(瞬态按捺二极管)接地,还有后端电路的体系地,这三者之间不同的接地方法,对后端电路的维护可能会有影响,本文便是关于这个接地问题的试验与剖析,了解这些接地计划对后端电路的影响情况。大地有时会呈现反常电压,这时分体系与大地的阻隔与否会影响到体系的正常作业,接地问题需求工程师认真对待。

榜首级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作差模维护,两个串联TVS作共模维护),中心用保险丝退耦,后端为485芯片。因为TVS共模维护是要维护后边的电路或许芯片,所以TVS的地和后端电路的信号地是衔接在一同的,这样才有维护含义。这四种计划的维护等级:可经过IEC61000-4-5;4级规范:1.2/50us4KV , 10/700us6KV。依据三者不同的接地组合方法,能够把接地分红四种情况(以下四种都是根据共模维护时的情况)。

一.四种接地计划电路原理

下面便是四种接地计划的电路原理图,GDT(陶瓷放电管)接地,TVS(瞬态按捺二极管)接地,后端电路的是信号地,我们从图中能够很便利的看到接地的景象。

二. 关于上面四种计划的测验数据

在1.2/50US波形4KV,做共模雷击,测验的残压为如图CD两头的电压,数据如下表所示。

接地情况

测验条件

共模残压(CD两头)

测验成果

图一 GDT接地,TVS与信号地相连不接大地

1.2/50US4KV距离60S

正向18.2V19.6V

负向18.8V19.2V

TVS OK

485芯片OK

图二 GDT接地,TVS与信号地相衔接大地

1.2/50US4KV距离60S

正向17.2V16.6V

负向16.8V16.2V

TVS OK

485芯片OK

图三 GDT,TVS与信号地三者相衔接大地

1.2/50US4KV距离60S

正向20.6V19.8V

负向20.0V19.4V

TVS OK

485芯片OK

图四 GDT接地,TVS与信号地相连再串GDT接大地

1.2/50US4KV距离60S

正向17.6V17.2V

负向18.4V17.8V

TVS OK

485芯片OK

三.对几种计划和试验数据的剖析

从表格的测验数据中能够看到,计划总共模残压(CD两头)比计划二和计划四要略高,当接地情况不杰出的时分,因为后端与大地之间进行了阻隔,这时分对芯片的影响很小,跟第四种计划差不多,不过这种计划比第三种和第四种节省了本钱;可是当大地情况杰出的时分,第二种接地计划比榜首种要好。当大地电压呈现高电压,或许电力线接触到外壳引起大地电压升高,这时分需求杰出的接地阻隔。所以当不清楚大地是否杰出的时分,挑选榜首种计划比第二种计划要好。

计划二的残压比第四种的残压要略微低点,当接地杰出的时分选用第二种比较好;假如接地情况不良,从地上过来的地反击电压很简单形成后端电路的反常;早年端过来的大电流大电压,GDT与TVS组成回路,也可能与从后端电路组成回路,这个时分就要看后边芯片的耐压。经过测验,一般485芯片的耐压是40V到50V,不同厂家的芯片质量也不尽相同,耐压有高有低。当地电压超越芯片的耐压值,芯片会被打死。能够看出计划二稳定性不够好。

计划三前后一同加GDT(陶瓷放电管)再接大地,这种计划跟计划二比较,残压高些。当浪涌早年端过来,要经过两个陶瓷放电管放电才会将大电流泄放到大地,并且此刻的电流很可能直接流向后端电路,而不是经过第二个陶瓷泄放到大地,当能量过大,芯片会被打死。当大地电压没有超越接地陶瓷放电管击穿电压的时分,对后端芯片能够起到维护作用,与第二种计划比较,增加了一个陶瓷放电管,很显然这种计划不合理化,然后设计计划四的电路。

计划四共模残压不高,后端电路与地上进行了阻隔,大地情况的好坏与否对其影响不大,选这种相对第二种要好些。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起第二级维护,维护作用不错。与榜首种计划比较,计划四的本钱有所增加,但残压比计划一要低;与第二种计划比较,稳定性比它要好;与第三种比较较,它减少了早年端过来的电流的途径,然后很好地维护了后端的电路或许芯片。

总结:一个计划的维护作用,残压凹凸,维护本钱,使用环境,都是工程师需求慎重考虑的问题。

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