四种工业设备端口的保护方案解析-电子工程世界

在工业环境中，每种设备通常都有很多人机接口和通信接口，而由于工业产品应用场合比较特殊，设备的端口容易遭受雷击浪涌、静电放电以及其他电磁问题引起的端口损坏，因此，本文为大家推荐几种常用工业设备端口的保护方案，以帮助工程师们做好工业设备的端口保护。

RS-485端口6KV1.2/50us浪涌防护

RS-485总线标准是工业设备上应用最为广泛的物理层协议之一，可用于过程控制网络、工业自动化、远程终端、楼宇自动化以及安防系统。RS-485的主要特点：支持远距离传输，长达4000英尺；双向信号差分传输，提高信号的噪音抑制能力，并且允许一条总线上挂接多个发射器和接收器，信号传输为宽范围电平-7V~+12V。

基于RS-485电性能参数，其典型高浪涌防护等级的解决方案为两级防护，其中第一级可采用TE的GTCS25-900M-R05用于旁路大部分的雷击电流，中间采用TRF250-120起到第一级和第二级保护的耦合器件；而第二级保护则可以采用钳位电压更为精确的TVS或crowbar模式的thyristor，将浪涌电压残压降至最低范围。图1为TE应用于RS-485端口的典型应用解决方案。

图1：RS-485端口典型浪涌防护解决方案

RJ45/POE端口的浪涌防护

RJ45/POE端口广泛用于安防、视频监控以及智能电网等工业系统，用以实现系统内的数据、视频传输、流量控制、以及通过总线实现供电。由于工业以太网工作环境的严苛，对于RJ45/POE端口的电磁兼容的雷击浪涌防护必不可少，通常接触到的客户对于交换机的以太网端口的雷击电流防护高达4KV甚至更高的6KV10/700us浪涌电流保护能力。基于如此高的端口浪涌防护需求，TE基于1000MRJ45/POE端口的典型解决方案如图2所示，该方案可以实现高达6KV的10/700us浪涌防护能力。

图2：TE典型POE1000M以太网浪涌防护方案

RJ11电话端口的浪涌防护

在POS机、ATM系统、安防系统中经常采用RJ11接口用于拨号上网、设备间或者与上位机之间的数据通信。RJ11接口的浪涌防护与RS-485等接口不同，由于RJ11的TIp和Ring信号线上振铃电压的存在，而该振铃信号的最大电压值可能超过100V，要求过圧保护元件的最小关断电压要高于振铃信号的最大值，以保证设备的正常工作。图3所示方案实现了电话线的浪涌防护和电力线搭碰测试需求。

图3：RJ11端口典型浪涌&电力线搭碰解决方案

USB端口的静电防护

随着各种设备功能逐步强大，人机接口类型更加丰富和完善，USB端口逐渐成为越来越多设备的必备端口。比如PLC、DCS系统、安防系统、以及视频监控系统。USB端口与其他通信端口不同，因为没有浪涌过压、过流造成的损坏危险，但是其支持热插拔和频繁操作，使其经常面临ESD的风险。IEC61000-4-2定义了ESD的测试等级和测试方法。通常消费类电子要求的ESD防护要求为8KV，TESESD系列产品采用业界主流的DFN封装，从0201和0402的单通道产品，到1004的4通道阵列产品可支持高达20KV的接触放电，以满足工业产品高可靠性的需求。图4是基于TESESD0402X1UN-0020-090的USB2.0静电防护解决方案。

图4：USB2.0典型保护方案

关键字：保护方案浪涌防护引用地址：四种工业设备端口的保护方案解析

上一篇：微控电机和满盘电机的详细介绍
下一篇：还在为提高软件开发效率犯愁？Mendix已经来到中国

推荐阅读最新更新时间：2024-11-02 09:29

汽车DC 24V系统过抛负载测试解决保护方案

汽车24V系统过抛负载测试解决保护方案及电路防护器件选型，东沃电子之前就分享过很多次了。24V电源抛负载瞬态浪涌过压保护经典方案，如下图所示：从图中可知，24V系统过抛负载测试需要选用TVS管（SM8S36CA和6.6SMDJ36CA）保护汽车电子产品免受瞬态浪涌威胁和损坏。汽车24V系统过抛负载测试，除了选型TVS管SM8S36CA和6.6SMDJ36CA之外，还可以选用：SDP36CA、SM8S33CA、LDP33A、SM8S28CA、SMD8S36CA等等。其中，SMD8S36CA这颗TVS管，是TVS二极管厂家东沃电子推出的一款新产品。东沃汽车24V系统过抛负载测试解决保护方案图（小尺寸SMD8S36CA）如下

[嵌入式]

汽车DC 24V系统过抛负载测试解决<font color='red'>保护</font><font color='red'>方案</font>

基于Android平台的手机防盗与隐私保护问题解决方案

摘要：本文主要针对手机被偷和家居安全两大热点问题提出了一套解决方案。本方案设计了一套托管防盗及动态行为跟踪检测系统。　　假如手机被人盗窃后，用户可以远程开启托管模式，实时获取盗窃人的个人信息，包括后台拍照、短信转发、通话记录转发等，从而达到“以盗治盗”的效果。同时，利用手机的移动性灵活性作为一个移动的监控台，配上制作的硬件报警系统和外部摄像头，即可实现对远方某一区域的实时安全监控。本作品在安卓原生系统的手机上进行了以上功能的真机测试，试验结果基本达到预期功能指标。　　0 引言　　近几年，Android系统的普及十分迅速。2013年第一季度Android操作系统在全球智能手机市场中的占有率已经超过65%,比20

[安防电子]

配合智能电网及智能家庭趋势的工业通信及安全保护方案

如今，全球能源需求不断增加，加速消耗现有资源，促使各国政府制定更积极的节能目标和更严格的高能效标准，由此产生一系列的积极影响。如传统低能效的白炽灯照明正加速向 L ED照明过渡，传统电网向的智能电网生态系统过渡，传统汽车向电动汽车/混合动力汽车过渡，以及高能效电源和电机驱动越来越受重视。以智能电网为例，它是完全自动化的分布式供电系统(从发电到用电)，集成了双向通信智能电表及信息技术，旨在提升能效及可持续的电力服务。智能电网涉及电力、通信及应用等多个层次，涵盖家庭区域网(HAN)、邻域网(NAN)和广域网(WAN)等不同类型。双向通信智能电表的部署，有助于推动以HAN为基础的智能家庭市场的增长。消费者重视通过智能手机及平板电脑进行任

[嵌入式]

USB 2.0高速端口的ESD保护设计方案

通用串行总线 (USB)高速数据应用也十分普遍，用户在热插拨任何USB外设时可能会导致ESD事件。此外，在离导电表面几英寸的地方也可能发生空气放电，可能损坏USB 接口及芯片。因此，设计人员必须为USB元件提供ESD保护。业界制定了不少针对不同瞬态干扰的ESD标准，比如针对系统级ESD事件的IEC61000-4-2国际标准。另外还有一些元器件级的ESD敏感度测试标准，如人体模型(HBM)和机器模型(MM)等。USB 2.0高速数据线路应用的半导体 ESD保护元件应当具备下列重要特性：极低电容：将USB 2.0高速数据线路(480 Mbps)中的信号衰减减至最小；快速动作响应时间(纳秒级)：在ESD脉冲信号快速

[电源管理]

RS485接口保护方案图

RS485接口保护方案图　　ESD静电保护元件　　TVS瞬态电压抑制二极管　　GGD玻璃气体放电管　　GDT陶瓷气体放电管　　TSS半导体放电管　　MOV亚敏电阻　　PTC自恢复保险丝　　方案1:GGD选择70-200V左右电压范围的管子，PTC电阻起协调作用，TVS推荐用SMBJ6.0CA 此方案依据标准ITU-T K.21采用两级防护理念，可过雷击浪涌10/700μs差模4KV测试，共模6KV测试　　方案2:GGD选择70-200V左右电压范围的管子，PTC电阻起协调作用，ESD推荐用SM712,此方案依据标准ITU-T K.21采用两级防护理念，可过雷击浪涌10/70

[嵌入式]

基于CPLD技术的MOSFET器件保护电路的设计方案

　　1.概述　　功率MOSFET最初是从MOS集成电路发展起来的，它通过增加源漏横向距离提高器件耐压，从而实现集成电路中高压驱动。功率MOSFET已大量应用于电力电子，消费电子、汽车电子和水声工程等领域。虽然功率MOSFET具有效率高、结构简单、便于数字化控制等优点，但是其采用的电力电子器件对过压过流的承受能力较差，容易烧毁，因此保护电路的设计非常重要，并且要求保护响应时间做到微秒级。功率MOSFET保护主要是指过流保护，对于过压的情况一般采用吸收电路来进行抑制。　　在水声发射机功率MOSFET的设计和使用中，常常由于输入信号的异常和环境干扰，而导致功率放大器容易烧毁。　　针对功率MOSFET易受损或烧坏的情况，在水声发

[电源管理]

基于CPLD技术的MOSFET器件<font color='red'>保护</font>电路的设计<font color='red'>方案</font>

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播