2022年關(guān)于485通訊電路中TVS管使用的分析

1、關(guān)于 485 通訊電路中 tvs 管使用的分析一、 【問題描述】在質(zhì)量例會中對 xx 產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行分析， 在所有的返回的產(chǎn)品中， 發(fā)現(xiàn)通訊問題的比例比較高，達(dá)15%。加上最近從公司一次返回xx 從機(jī) 7 個。二、 【原因分析】通過品質(zhì)部分析的結(jié)果：都為過壓導(dǎo)致器件燒毀。對于電路進(jìn)行查看如下所示：圖1 圖 1: 485電路下圖為 cbb 電路的原理圖：圖2 通 信 地r310m或 tvs 管從 屬 方adm483e12348675rx dcs-rxdce-txdtx dvcctx +/rx+tx -/rx-gnd兩 個 7.5 v 穩(wěn) 壓 管以下是從屬方接收匹配電路b472/1kv大 地r25

2、1kr110k+5va圖 2，公司 485通訊 cbb 電路由于失效芯片的結(jié)果都為過壓導(dǎo)致器件燒毀，因此問題集中在查找過壓來源和485 的防護(hù)措施兩個方面。，持續(xù)過壓方面 : 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 4 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 4 頁 - - - - - - - - -仔細(xì)檢查了從 jym -s2 的接插端子，基本都為低壓信號，高壓端子的插不進(jìn)通訊端子中， 因此，直接有高壓端子差錯的可能性幾乎不存在

3、，因此持續(xù)高壓進(jìn)來基本也不存在，那過壓從哪里來呢？系統(tǒng)的可靠接地也對rs485電路有影響。當(dāng)發(fā)送驅(qū)動器a 向接收器 b 發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送驅(qū)動器 a 的輸出共模電壓為v1，由于兩個系統(tǒng)具有各自獨(dú)立的接地系統(tǒng)，存在著地電位差v3。那么，接收器輸入端的共模電壓v2 就會達(dá)到v2=v1+v3 。rs -485標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 v1 3v ，但 v3 可能會有十幾伏甚至數(shù)十伏，并可能伴有強(qiáng)干擾信號，致使接收器共模輸入v2 超出正常范圍。收發(fā)器的共模電壓有一定范圍 (-7v12v),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。因此，合作廠在調(diào)試時需要可靠的接地，不接地，難免出現(xiàn)超過 (-

4、7v12v)電壓的情況，而導(dǎo)致485 芯片失效。，瞬態(tài)高壓方面：主要集中在 485 的防護(hù)措施中，找了些485 芯片的相關(guān)資料：知道rs-485接收器差分輸入端對 “ 地” 的共模電壓允許范圍為-7v12v，超過此范圍的過壓瞬變可能會損壞器件。引起過壓瞬變的來源通常是雷電、靜電放電、 電源系統(tǒng)開關(guān)干擾等。 靜電放電電壓可以高達(dá)數(shù)千伏，可以使工作中的器件產(chǎn)生閉鎖而不能運(yùn)行或使器件受損；而雷電感應(yīng)在rs-485 傳輸線上引起的瞬變干擾，可在瞬間燒毀連接在傳輸線上的全部器件， 查看不同產(chǎn)品的監(jiān)控的485電路，基本都一致， 唯一有差別的地方為 tvs 管型號不一致，有的采用13.3v/19.9v/30

5、.2a- sod6,rohs 的管子，有 的 采 用6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs的 管 子 。 選 用tvs管 型 號 為13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs，如果有持續(xù)時間更長的高壓進(jìn)來的話，其箝位電壓可達(dá) 1415v左右，而查看資料知道： rs-485 接收器差分輸入端對 “ 地” 的共模電壓允許范圍為 -7v12v，超過此范圍的過壓瞬變可能會損壞器件。如果選用 6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs 的管子，如果有瞬態(tài)高壓進(jìn)來，箝位能夠在7v左右，在 485 的保護(hù)范圍 -7v12v 之內(nèi)。因此在以后的產(chǎn)品開發(fā)中，建議選用選用 6.4

6、5v/10.5v/57a-sod6,rohs 的 tvs 管。查找了 ep 監(jiān)控產(chǎn)品中 485 電路中 tvs 管使用的情況如下 : 產(chǎn)品名稱485 電路使用的 tvs 管型號精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 4 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 4 頁 - - - - - - - - -psm-e01/e02, psm-e11, ebu01，6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs pfu-12,jym -

7、s2, jym -m2, psm-e20 13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs 統(tǒng)計(jì)了近一年以內(nèi)（2007，11月份開始）的監(jiān)控類通訊故障結(jié)果。該數(shù)據(jù)來源于客戶部的08年xx電源故障散件情況匯總及維護(hù)譙智處的ep監(jiān)控開局不良問題分析匯總。主要還是在xx和xx兩個中，其中xx其故障表現(xiàn)為和主機(jī)通訊中斷，察看xx監(jiān)控開局不良問題分析（5月份迄今的匯總），無 xx的485芯片失效的記錄。產(chǎn)品通訊問題返回個數(shù)xx 5 xxx 4 x 15 xxxxxx 21 再查找了一些其他產(chǎn)品線的用法。如下圖所示為x 某產(chǎn)品的：圖 3 所示：第一級為空氣放電管， 選擇三端放電管。 它既可以起到差

8、模防護(hù)的作用，也可以起到共模防護(hù)的作用， 具體防護(hù)能力取決于空氣放電管的通流量。可以防護(hù)共模5ka，差模 3ka。第二級由分立元件組成，其中tvs 管 d17 用來防護(hù)差模浪涌電壓， tvs管 d89和 d24各自接地用來濾除共模浪涌電壓， tvs 管編碼 15040143。其中 tvs 管的箝位電壓也采用的是6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs 的 tvs 管。圖 3，某產(chǎn)品的 485 通訊電路對更改 tvs 管前后的樣機(jī)進(jìn)行emc 的 eft 實(shí)驗(yàn)對比，兩個樣機(jī)，更改前的樣機(jī)能夠通過2000v，b 判據(jù)，而更改后的樣機(jī)jys2 能夠通過 2500v，b 判據(jù)。在做完 emc

9、實(shí)驗(yàn)后，兩個樣機(jī)和監(jiān)分別通訊，發(fā)現(xiàn)更改前的樣機(jī)和監(jiān)控通訊時候，監(jiān)控出現(xiàn)時斷時續(xù)的告警，更改485 芯片后，通訊正常。而更改tvs精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 4 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 4 頁 - - - - - - - - -管后的 jyms2 監(jiān)控通訊半個小時，通訊都正常。實(shí)驗(yàn) 結(jié) 果 說明 ：采 用 485 通訊 電 路 中的 防護(hù)電 路中 ，采用tvs 管6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs后 的 防 護(hù) 效 果 比 采 用13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs 的 tvs 管的效果更好一些。三、 【結(jié)論】1，要求用戶在現(xiàn)場上電調(diào)試之前， 需要保證系統(tǒng)的可靠接地， 需要強(qiáng)化這方面的意識。2，在后續(xù)的產(chǎn)品開發(fā)中， 485 電路建議選用6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs的 tvs 管， 而不選用13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs 的 tvs 管。 而 232電路中的 tvs 管建議選取 13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs