RS485 配套选型
文章目录
- 一、RS485芯片选型:
- 二、TVS管选型:
- 关键参数:
- 选型规则:
- TVS使用注意事项:
- TVS特点
- 三、自恢复保险丝的选型:
- 关键参数:
一、RS485芯片选型:
- TP8485E – 品牌:3PEAK;电压:3~5.5V;速率:300 bps to 250 kbps;节点数:256;工作温度:-40°C to +125°C;± 18K ESD Protection, Full Fail-Safe;
- GM3085E – 品牌:捷茂;电压:3~5.5V;速率高达:1Mbps;节点数:256;工作温度:-40°C to +85°C;± 15K ESD Protection, 失效保护;
二、TVS管选型:
针对RS485芯片的特性(针对485芯片的A、B线,大多在13V/15V之下,故Vc≤12V),TVS选型如下:
- Vc ≤ 12V;
- VRWM ≥ 6V;
- Ipp 尽量的大些;
即可以选用:
SMBJ6.0CA:VRWM=6V,VBR=6.67V, Vc=10.3V, Ipp=58.3A 双向;
SMAJ6.0CA:VRWM=6V,VBR=7V, Vc=10.3V, Ipp=38.8A 双向;
关键参数:
- VRWM–Working Peak Reverse Voltage(最大反向电压)
Ir–Maximum Reverse Leakage Current @VRWM(最大反向漏电流)
最大反向电压表示TVS管不导通时的最高电压,通常VRWM=(0.8~0.9)VBR,此时TVS只有很小的反向漏电流Ir。 - VBR–Breakdown Voltage @IT(反向击穿电压):
TVS管通过规定的测试电流IT时的电压,这也是TVS管导通的标志电压。TVS管的击穿电压有±5%的误差范围(不带“A”的为±10%)。 - Vc–Clamping Voltage @Ipp(最大箝位电压)
最大箝位电压是指在瞬变电压抑制二极管流过脉冲峰值电流Ipp时两端所呈现的电压值。 - Ipp–Peak Forward Surage Current(最大脉冲峰值电流)
TVS管可以承受的最大脉冲峰值电流。 - Ppp–Maximum Peak Pulse Power(最大峰值脉冲功率)
脉冲峰值功率Ppp是指10/1000us波的脉冲峰值电流Ipp与最大箝位电压Vc的乘积,即Ppp=Ipp*Vc。 - Cj–Junction Capacitance(结电容)
Cj主要是指TVS连接GND和I/O时,具有的电容值。Cd为TVS管的引脚寄生电容,通信速率越高,线路上使用的ESD保护期间的结电容要越低,否则将破坏数据信号。
选型规则:
1. 最大篏位电压Vc的选择 – 针对485芯片的A、B线,大多在13V/15V之下,故Vc≤12V;
瞬变电压抑制二极管(TVS)的最大箝位电压不能大于被防护电路可以承受的最大电压,否则会对被保护器件造成损坏。
2. 脉冲峰值电流IPP的选择 – 前级会有自恢复保险丝协助保护TVS;
清楚了解流过TVS管的脉冲峰值电流时,可根据所需要的IPP和Vc计算瞬变电压抑制二极管的最大峰值脉冲功率,然后再选取合适的TVS管。如果无法确定TVS管的脉冲峰值电流的大致范围,则尽量选用功率大的TVS管。
3. 最大反向工作电压VRWM和击穿电压VBR的选择(二者定其一即可)
TVS管的最大反向电压VRWM不应低于电路的最大工作电压,一般可选择VRWM等于或略高于电路最高工作电压UM;按照VRWM=(0.8~0.9)VBR,击穿电压可按公式:VBRmin≥1.2UM或VRWM≥1.1UM选择。直流时,UM即为直流电压;交流时,UM为交流电压的有效值。
TVS使用注意事项:
- TVS管使用时,一般并联在被保护电路上,为了限制流过TVS管的电流不超过管子允许通过的峰值电流IPP,应在线路上串联限流元件,如电阻、自恢复保险丝、电感等。
- 当TVS管用于信号传输电路保护时,一定要注意传输信号的频率和传输速率,信号频率或传输速率较高时,应选用低电容值的TVS管。信号频率(传输速率)≧10MHz(Mb/s)时,Cj应该满足≦60pF;信号频率(传输速率)≧100MHz(Mb/s)时,Cj应该满足≦20pF。
- TVS管所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间和间歇时间之比)为0.01%,如果电路中出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,不然容易损坏TVS管。
TVS特点
优点:1、响应速度快(ps级)、瞬态功率大、漏电流低;
2、击穿电压有从6.8V~550V的系列值,便于各种不同电压的电路使用;
3、钳制电压较准确(±5%);
缺点:1、结电容比较大(十几pF~几百pF);
2、耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差,通流量一般在0.52A~544A的范围内;
三、自恢复保险丝的选型:
针对RS485芯片的特性,自恢复保险丝选型如下:
- 维持电流(Ihold) = 100mA;(使用过无问题)
- 动作电流(Itrip) ≥ 250mA;
- 最大电压(Vmax)≥ 40V;
- 建议最大电流(Imax)< Ipp(最大脉冲峰值电流); 保护TVS管优先,但又不能太易损坏;
即可以选用:
nSMD010:封装:1206,最大电压:60V, 最大电流:40A, 保持电流:100mA, 跳闸电流:250mA;
JK-nSMD010/60V:封装:1206,最大电压:60V, 最大电流:100A, 保持电流:100mA, 跳闸电流:250mA;
mSMD010-60V:封装:1812,最大电压:60V, 最大电流:100A, 保持电流:100mA, 跳闸电流:300mA;
关键参数:
1. 维持电流(Ihold):也叫最大不动作电流,即在规定的环境温度下(25℃),PPTC自恢复保险丝始终保持其低电阻状态的最大电流。
2. 最大电压(Vmax):**连续施加给PPTC自恢复保险丝但没有超过最大过载电流的最大直流或交流电压。
3. 最大动作时间(Maximum Time to Trip):查看自恢复保险丝DWPH050F规格书,可知,当通过PPTC的电流为2.5A时,其动作时间应小于2.5S。
4. 零功率电阻(R):一定温度下测得的零功率电阻。
5. 动作电流(Itrip):工作电流,即跳闸电流;
6. 最大电流(Imax):工作温度范围内PPTC自恢复保险丝不能超过的电流值。
7. 稳态功耗(Pd):高阻状态下的稳态功耗。
8. 最大电阻值(R1max):经动作或回焊一小时后在室温下所测得的最大电阻值。
9. 环境温度:PPTC自恢复保险丝对环境温度比较敏感,在比较高的环境温度下,PPTC自恢复保险丝的维持电流值要降额选取,具体可参考规格书。
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