RS485總線防雷保護方案

RS485作為最為最常用的電表通訊方式之一。日常生活中雷電和靜電干擾已經成為485通信總線在實際工程經常遇到的問題。故如何對芯片以及總線進行有效的保護，是擺在每一個使用者面前的一個問題。在這里，我們主要討論RS485在電表中的防雷保護及方案。

　　一.雷擊過壓防護的必要性

　　RS-485接口帶電拔插和抖動都會引起電壓的劇烈變化，都會使芯片損壞，而RS485總線實行長距離傳輸(1200米以上)，而且其傳輸線通常暴露于戶外，因此極易因為雷擊等原因引入過電壓。而RS485收發器工作電壓較低(5V左右)，其本身耐壓也非常低(-7V~+12V)，一旦過壓引入，就會擊穿損壞。在有強烈的浪涌能量出現時，甚至可以看到收發器爆裂，線路板焦糊的現象。

　　二.防雷保護器的基本要求

　　在正常運行時,雷電保護器的接入應不影響信號的正常傳輸,雷電保護器的對地阻抗應非常大,串連在電路中的阻抗應非常小，在雷電襲擊通信總線時,雷電保護器應發揮良好的電壓鉗位作用，其鉗位電壓應低于后端控制芯片或其它電器件的耐受電壓水平。在抑制雷電襲擊過程中,雷電保護器自身應完好無損，雷電保護器對雷電襲擊應具有足夠快的響應速度。

　　三.RS485通訊保護方案

　　a.原理圖

　　以上為RS485總線的兩級防護電路圖。當雷擊發生時，感應過電壓由兩端引入，GDT做一級防護，此時過電壓被大大削弱到數百伏左右，再經過PPTC限浪,TVS做二次限壓，使到后端電路的電壓被箝制在8V左右，從而實現對后端電路的保護。TVS2/3做共模保護，TVS1做差模保護。

　　b.保護等級

　　可通過IEC61000-4-5,4級標準:

　　1.2/50us 4KV

　　10/700us 6KV

　　8/20us 2KA

　　C.器件選擇

　　貼片(SMD):

　　GDT: 3SPC090F