TVS管(Transient Voltage Suppressor),直譯過來就是瞬態(tài)電壓抑制器,在電磁兼容防護(hù)領(lǐng)域,對(duì)于浪涌、電快速脈沖群、靜電等瞬間電壓干擾,具有非常好的防護(hù)作用,是個(gè)電壓防護(hù)器件。跟壓敏電阻相比,TVS管反應(yīng)速度快、可靠性高、使用壽命長(zhǎng),并且具有自恢復(fù)特性,因此特別適宜于在通信電路中,做電壓防護(hù)。
在接觸的早期項(xiàng)目中,曾經(jīng)維護(hù)過一個(gè)帶485/422通信電路的設(shè)備。起初并沒有考慮到通信防護(hù),導(dǎo)致通信部分的售后工作非常撓頭,占據(jù)了售后的大部分人工和精力。特別是在南方地區(qū),雷電災(zāi)害厲害,經(jīng)常現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連續(xù)損壞,一場(chǎng)雷雨下來,損壞設(shè)備跟著雷電走,一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)還沒修好,下個(gè)又壞了。設(shè)備維修現(xiàn)場(chǎng)多次碰到被雷劈掉了一半的max485/489芯片。因此,到最后下決心全部在外設(shè)備進(jìn)行整改,其中485/422通信部分,就采用了TVS管結(jié)合熱敏電阻的防干擾方案。如下圖 1所示:
圖 1 485通信防護(hù)電路
在原有的電路接口前端,額外添加了一個(gè)如圖 1所示的防護(hù)電路,前端通過壓敏電阻和TVS管并聯(lián),接到設(shè)備金屬機(jī)殼,將干擾信號(hào)旁路,同時(shí)中間串聯(lián)L1L2差模電感和100Ω電阻,和后端的T1/T2兩個(gè)共模扼流圈,此外電路通過6個(gè)2200pF安全電容接地進(jìn)行濾波。圖中的100Ω電阻也可以用熱敏電阻代替。
圖 2 PCB圖
電路很簡(jiǎn)單,但是防護(hù)作用非常明顯。設(shè)備全部整改完畢后,在現(xiàn)場(chǎng)的幾千套設(shè)備,幾乎再?zèng)]發(fā)生過因?yàn)楦蓴_損壞通信電路的問題。
其他設(shè)備的422通信部分,也采用了幾乎同樣的防護(hù)思路。
圖 3 422防護(hù)
同樣是串熱敏電阻,并TVS管的解決思路,防護(hù)作用也非常明顯。注意圖中的6n137部分,得益于原來的的電路隔離做的還不錯(cuò),所以多次通信電路損壞,并沒有損壞cpu部分。
這也是做通信電路需要注意的另外一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),隔離一定要徹底,不光是功能電路部分要隔離,電源也要隔離。只有這樣,才能最大限度保證通信電路的可靠性,維護(hù)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
經(jīng)過此項(xiàng)目經(jīng)歷,對(duì)于設(shè)備的電磁兼容防護(hù),初步有了一些自己的理解:能隔離的一定要隔離,實(shí)在隔離不了的就要吸收。隔離一定要徹底,吸收的接地一定要可靠。由于電磁兼容問題,往往牽涉到整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),不光是軟件、硬件電路,甚至包括了設(shè)備安裝、外殼、材料、工藝等各個(gè)因素,因此任何一個(gè)環(huán)節(jié)考慮不周,都會(huì)影響到設(shè)備可靠性,
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:TVS管在通信電路的防護(hù)應(yīng)用
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