TVS管(Transient Voltage Suppressor),直譯過來就是瞬態電壓抑制器,在電磁兼容防護領域,對于浪涌、電快速脈沖群、靜電等瞬間電壓干擾,具有非常好的防護作用,是個電壓防護器件。跟壓敏電阻相比,TVS管反應速度快、可靠性高、使用壽命長,并且具有自恢復特性,因此特別適宜于在通信電路中,做電壓防護。
在接觸的早期項目中,曾經維護過一個帶485/422通信電路的設備。起初并沒有考慮到通信防護,導致通信部分的售后工作非常撓頭,占據了售后的大部分人工和精力。特別是在南方地區,雷電災害厲害,經?,F場設備連續損壞,一場雷雨下來,損壞設備跟著雷電走,一個現場還沒修好,下個又壞了。設備維修現場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備進行整改,其中485/422通信部分,就采用了TVS管結合熱敏電阻的防干擾方案。如下圖 1所示:
圖 1 485通信防護電路
在原有的電路接口前端,額外添加了一個如圖 1所示的防護電路,前端通過壓敏電阻和TVS管并聯,接到設備金屬機殼,將干擾信號旁路,同時中間串聯L1L2差模電感和100Ω電阻,和后端的T1/T2兩個共模扼流圈,此外電路通過6個2200pF安全電容接地進行濾波。圖中的100Ω電阻也可以用熱敏電阻代替。
圖 2 PCB圖
電路很簡單,但是防護作用非常明顯。設備全部整改完畢后,在現場的幾千套設備,幾乎再沒發生過因為干擾損壞通信電路的問題。
其他設備的422通信部分,也采用了幾乎同樣的防護思路。
圖 3 422防護
同樣是串熱敏電阻,并TVS管的解決思路,防護作用也非常明顯。注意圖中的6n137部分,得益于原來的的電路隔離做的還不錯,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關鍵點,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,維護設備穩定運行。
經過此項目經歷,對于設備的電磁兼容防護,初步有了一些自己的理解:能隔離的一定要隔離,實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,往往牽涉到整個系統的設計,不光是軟件、硬件電路,甚至包括了設備安裝、外殼、材料、工藝等各個因素,因此任何一個環節考慮不周,都會影響到設備可靠性,
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:TVS管在通信電路的防護應用
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