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RS485之空調(diào)如何保證其更安全高效的防護(hù)機制

h1654155954.3333 ? 來源:h1654155954.3333 ? 作者:h1654155954.3333 ? 2025-05-05 16:00 ? 次閱讀

RS485是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自動化系統(tǒng)和通信網(wǎng)路中的差分信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)。由于其長距離傳輸、抗干擾能力強等優(yōu)點,RS485在復(fù)雜環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用。然而,RS485芯片在實際應(yīng)用中面臨著多種潛在的電氣威脅,如靜電放電(ESD)、電快速瞬變(EFT)、浪涌(Surge)、共模干擾等。因此,設(shè)計有效的防護(hù)機制對于確保RS485系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

RS485芯片的主要威脅

1. 靜電放電(ESD):ESD是由于人體或設(shè)備積累的靜電電荷突然釋放而產(chǎn)生的瞬時高電壓,放電時的瞬時高電流可能損壞芯片的輸入/輸出或電源引腳。

2. 電子快速瞬變(EFT):EFT是由開關(guān)操作或繼電器動作引起的快速瞬態(tài)電壓脈沖,可能干擾或損壞RS485通信。

3. 浪涌(Surge):浪涌通常由雷擊或電源系統(tǒng)的切換引起,是一種高能量的瞬態(tài)過電壓,放電時的瞬態(tài)過電流可能導(dǎo)致芯片永久性損壞。

4. 共模干擾:由于RS485采用差分信號傳輸,共模干擾可能影響信號的完整性,導(dǎo)致通信錯誤。

以空調(diào)產(chǎn)品為例,其應(yīng)用環(huán)境多樣且復(fù)雜??照{(diào)系統(tǒng)按市場劃分可區(qū)分為商用和家用類型,按功能劃分可分為多聯(lián)機和單聯(lián)機類型。無論是哪種形態(tài)的空調(diào)產(chǎn)品,其使用環(huán)境都是復(fù)雜多變,例如在樓宇的中央空調(diào),有著復(fù)雜且高壓的供電系統(tǒng)環(huán)境,四季經(jīng)歷如高溫潮濕,低溫干燥,雷雨等各種極端天氣環(huán)境,往往會使空調(diào)系統(tǒng)遭遇較大的EMC問題。

RS485芯片防護(hù)機制 為了應(yīng)對上述威脅,晶焱科技RS485芯片設(shè)計加強了自身EMI抗干擾能力和EMS耐受度。以下列舉AZRS5054PA的實測防護(hù)能力。

1. ESD (IEC61000-4-2)

AZRS5054PA總線在不添加TVS防護(hù)情況下,ESD耐受度可達(dá)15kV,即遭受15kV ESD打擊下,芯片依然正常,功能完好。如圖1所示為測試環(huán)境圖。

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圖1 測試環(huán)境圖


2. EFT (IEC61000-4-4)

AZRS5054PA測試EFT 5kV/100kHz,60s,最高可通過4kV,Class B,如圖2所示,其信號接收皆能正常復(fù)原發(fā)送端數(shù)據(jù)。

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圖2 EFT實驗環(huán)境和信號波形

3. 共模干擾

AZRS5054PA內(nèi)部獨特的設(shè)計能夠有效抑制共模干擾,提高差分信號的抗干擾能力。EIA/TIA-485標(biāo)準(zhǔn)共模電壓最低要求為-7V~12V,而AZRS5054PA則可以通過±20V共模干擾測試,如圖3所示,其信號依然能正常傳輸。

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圖3 信號波形

4. Surge (IEC61000-4-5)

采用常規(guī)EOS測試設(shè)備,測試標(biāo)準(zhǔn)為IEC61000-4-5 8/20us 2ohm。如圖4所示,AZRS5054PA總線引腳在沒有TVS的防護(hù)下可通過±65V浪涌能量沖擊,不會造成芯片損壞或功能異常。

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圖4 實驗環(huán)境

系統(tǒng)端TVS防護(hù)匹配

晶焱科技除了RS485芯片本身具有高規(guī)格的EMC能力外,如圖5所示,亦可在總線端再搭配設(shè)計AZ4212-01G TVS進(jìn)行系統(tǒng)端防護(hù)。AZ4212-01G具有Surge 25A耐受度,在ESD 8kV拑位電壓低至17V。組成IC+TVS的整體485防護(hù)方案,可達(dá)成更安全可靠的系統(tǒng)防護(hù)能力。

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圖5 TVS規(guī)格及接口電路圖

RS485芯片的防護(hù)機制是確保其在復(fù)雜環(huán)境中可靠運行的關(guān)鍵,通過采用ESD保護(hù),EFT和Surge保護(hù),共模干擾抑制、電源保護(hù)以及優(yōu)化PCB設(shè)計等多種措施,可以有效地提高RS485系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。在實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)具體環(huán)境和需求選擇合適的TVS防護(hù)方案,以確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。通過以上措施,使得RS485芯片更能夠在惡劣的空調(diào)電氣環(huán)境中保持穩(wěn)定的性能,確保通信系統(tǒng)的可靠性和安全性。

提供原廠技術(shù)支持和方案設(shè)計,電話075582542001,82574660謝謝惠顧~

審核編輯 黃宇

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