几种常用工业设备端口的保护方案
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简介: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。
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。
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。
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。