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rs485總線典型電路介紹

科技 更新时间:2024-09-06 00:14:52

RS-485總線标準是工業系統設備上應用最為廣泛的物理層協議之一。RS-485的主要特點:支持遠距離傳輸,長達4000英尺;雙向信号差分傳輸,提高信号的噪音抑制能力,并且允許一條總線上可以挂接多個發射器和接收器,信号傳輸為寬範圍電平-7V~ 12V。

基于實際的應用,485接口線纜可能會暴露在機器外面甚至是戶外的情況,所以485接口芯片的實際耐受電壓或者耐受電流往往可能會超出芯片的要求,這就要求我們設計中常常需要設計防護電路對485接口芯片進行保護,避免損壞設備。

對此,我推薦一個常用的485防護電路,可以滿足日常工業的實際需求,對于一些防護要求更加苛刻的應用工況,可以選擇匹配的參數即可,電路拓撲基本一緻。

rs485總線典型電路介紹(常見的485接口電路和保護電路)1

485芯片選擇的是ST485BDR,3.3V系統可以選擇ST3485EBDR,類似SOP8封裝的芯片國産的華冠, SIT(芯力特)都有兼容的替代芯片。

485芯片選擇可以根據供電電壓、傳輸速率,是否隔離進行選擇。

接口的電路濾波設計要點:

1、L1為共模電感,共模電感能夠對衰減共模幹擾,對單闆内部的幹擾以及外部的幹擾都能抑制,能提高産品的抗幹擾能力,同時也能減小通過485信号線對外的輻射,共模電感阻抗選擇範圍為120Ω/100MHz ~2200Ω/100MHz,典型值選取1000Ω/100MHz;

2、C2、C3為濾波電容,給幹擾提供低阻抗的回流路徑,能有效減小對外的共模電流以同時對外界幹擾能夠濾波;電容容值選取範圍為22PF~1000pF,典型值選取100pF;若信号線對金屬外殼有絕緣耐壓要求,那麼差分線對地的兩個濾波電容需要考慮耐壓;當電路上有多個節點時要考慮降低或去掉濾波電容的值。

3、C4和R6為接口地和數字地之間的跨接電容和接地電阻,典型取值為1000pF和1MΩ, C3容值可根據測試情況進行調整;

4、FDG1為三端氣體放電管組成第一級防護電路,用于抑制線路上的共模以及差模浪湧幹擾,防止幹擾通過信号線影響下一級電路;

5、D2~D3為TVS管(半導體放電管)組成第三級防護電路,可以鉗住放電管後級别的過電壓。

一些更高防護等級要求可以在放電管和TVS管之間串入PTC1、PTC2為熱敏電阻組成第二級防護電路,典型取值為10Ω/2W;為保證氣體放電管能順利的導通,洩放大能量必須增加此電阻進行分壓,确保大部分能量通過氣體放電管走掉;

注:部分電路參數可以根據實際電路和測試需求進行調整。

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