2022年关于485通讯电路中TVS管使用的分析

1、关于 485 通讯电路中 tvs 管使用的分析一、 【问题描述】在质量例会中对 xx 产品的质量进行分析， 在所有的返回的产品中， 发现通讯问题的比例比较高，达15%。加上最近从公司一次返回xx 从机 7 个。二、 【原因分析】通过品质部分析的结果：都为过压导致器件烧毁。对于电路进行查看如下所示：图1 图 1: 485电路下图为 cbb 电路的原理图：图2 通 信 地r310m或 tvs 管从 属 方adm483e12348675rx dcs-rxdce-txdtx dvcctx +/rx+tx -/rx-gnd两 个 7.5 v 稳 压 管以下是从属方接收匹配电路b472/1kv大 地r25

2、1kr110k+5va图 2，公司 485通讯 cbb 电路由于失效芯片的结果都为过压导致器件烧毁，因此问题集中在查找过压来源和485 的防护措施两个方面。，持续过压方面 : 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - -仔细检查了从 jym -s2 的接插端子，基本都为低压信号，高压端子的插不进通讯端子中， 因此，直接有高压端子差错的可能性几乎不存在

3、，因此持续高压进来基本也不存在，那过压从哪里来呢？系统的可靠接地也对rs485电路有影响。当发送驱动器a 向接收器 b 发送数据时，发送驱动器 a 的输出共模电压为v1，由于两个系统具有各自独立的接地系统，存在着地电位差v3。那么，接收器输入端的共模电压v2 就会达到v2=v1+v3 。rs -485标准规定 v1 3v ，但 v3 可能会有十几伏甚至数十伏，并可能伴有强干扰信号，致使接收器共模输入v2 超出正常范围。收发器的共模电压有一定范围 (-7v12v),当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。因此，合作厂在调试时需要可靠的接地，不接地，难免出现超过 (-

4、7v12v)电压的情况，而导致485 芯片失效。，瞬态高压方面：主要集中在 485 的防护措施中，找了些485 芯片的相关资料：知道rs-485接收器差分输入端对 “ 地” 的共模电压允许范围为-7v12v，超过此范围的过压瞬变可能会损坏器件。引起过压瞬变的来源通常是雷电、静电放电、 电源系统开关干扰等。 静电放电电压可以高达数千伏，可以使工作中的器件产生闭锁而不能运行或使器件受损；而雷电感应在rs-485 传输线上引起的瞬变干扰，可在瞬间烧毁连接在传输线上的全部器件， 查看不同产品的监控的485电路，基本都一致， 唯一有差别的地方为 tvs 管型号不一致，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 。 选 用tvs管 型 号 为13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs，如果有持续时间更长的高压进来的话，其箝位电压可达 1415v左右，而查看资料知道： rs-485 接收器差分输入端对 “ 地” 的共模电压允许范围为 -7v12v，超过此范围的过压瞬变可能会损坏器件。如果选用 6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs 的管子，如果有瞬态高压进来，箝位能够在7v左右，在 485 的保护范围 -7v12v 之内。因此在以后的产品开发中，建议选用选用 6.4

6、5v/10.5v/57a-sod6,rohs 的 tvs 管。查找了 ep 监控产品中 485 电路中 tvs 管使用的情况如下 : 产品名称485 电路使用的 tvs 管型号精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - -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 统计了近一年以内（2007，11月份开始）的监控类通讯故障结果。该数据来源于客户部的08年xx电源故障散件情况汇总及维护谯智处的ep监控开局不良问题分析汇总。主要还是在xx和xx两个中，其中xx其故障表现为和主机通讯中断，察看xx监控开局不良问题分析（5月份迄今的汇总），无 xx的485芯片失效的记录。产品通讯问题返回个数xx 5 xxx 4 x 15 xxxxxx 21 再查找了一些其他产品线的用法。如下图所示为x 某产品的：图 3 所示：第一级为空气放电管， 选择三端放电管。 它既可以起到差

8、模防护的作用，也可以起到共模防护的作用， 具体防护能力取决于空气放电管的通流量。可以防护共模5ka，差模 3ka。第二级由分立元件组成，其中tvs 管 d17 用来防护差模浪涌电压， tvs管 d89和 d24各自接地用来滤除共模浪涌电压， tvs 管编码 15040143。其中 tvs 管的箝位电压也采用的是6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs 的 tvs 管。图 3，某产品的 485 通讯电路对更改 tvs 管前后的样机进行emc 的 eft 实验对比，两个样机，更改前的样机能够通过2000v，b 判据，而更改后的样机jys2 能够通过 2500v，b 判据。在做完 emc

9、实验后，两个样机和监分别通讯，发现更改前的样机和监控通讯时候，监控出现时断时续的告警，更改485 芯片后，通讯正常。而更改tvs精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - -管后的 jyms2 监控通讯半个小时，通讯都正常。实验 结 果 说明 ：采 用 485 通讯 电 路 中的 防护电 路中 ，采用tvs 管6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs后 的 防 护 效 果 比 采 用13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs 的 tvs 管的效果更好一些。三、 【结论】1，要求用户在现场上电调试之前， 需要保证系统的可靠接地， 需要强化这方面的意识。2，在后续的产品开发中， 485 电路建议选用6.45v/10.5v/57a-sod6,rohs的 tvs 管， 而不选用13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs 的 tvs 管。 而 232电路中的 tvs 管建议选取 13.3v/19.9v/30.2a- sod6,rohs