افزایش قابلیت اطمینان راننده RS-485 با دیودهای تلویزیون

رانندگان RS-485 مؤلفه های مهمی در سیستم های ارتباطی صنعتی و تجاری هستند که به دلیل استحکام و قابلیت های مسافت طولانی شناخته شده اند. با این حال ، این رانندگان در برابر گذرا ولتاژ آسیب پذیر هستند ، که می تواند آسیب قابل توجهی ایجاد کند یا برقراری ارتباط را مختل کند. برای اطمینان از قابلیت اطمینان و ماندگاری درایورهای RS-485 ، دیودهای سرکوبگر ولتاژ گذرا (TVS) به طور فزاینده ای به عنوان عناصر محافظ استفاده می شوند. در این مقاله به بررسی نقش دیودهای تلویزیون در محافظت از رانندگان RS-485 ، جزئیات مکانیسم های عملیاتی ، مزایا و بهترین شیوه های اجرای آنها می پردازیم.

درک رانندگان RS-485

رانندگان RS-485 برای کاربردهای مختلف صنعتی ، به ویژه در محیط هایی که نیاز به ارتباطات طولانی و قوی دارند ، یکپارچه هستند. این رانندگان سیگنالینگ دیفرانسیل را تسهیل می کنند و امکان برقراری ارتباط در مسافت های طولانی و در محیط های پر سر و صدا را فراهم می کنند. سطح ولتاژ معمولی برای درایورهای RS -485 از -7V تا +12 ولت ، با ولتاژ حالت مشترک 2 ولت است. سطح منطق استاندارد در استاندارد ISO 8482 تعریف شده است ، جایی که ولتاژ دیفرانسیل 1.5 ولت نشانگر منطق بالایی است.

از نظر ویژگی های فیزیکی ، درایورهای RS-485 به گونه ای قوی طراحی شده اند که اغلب دارای طرح های تحمل گسل برای کنترل تغییرات ولتاژ حالت مشترک و گشت و گذار ولتاژ دیفرانسیل هستند. آنها معمولاً در تنظیمات نیمه دوپلکس و کامل دوپلکس استفاده می شوند که شبکه های چند نقطه ای از 32 درایور پشتیبانی می کنند. رانندگان به طور معمول در بسته هایی مانند SOIC ، TSSOP یا QFN قرار دارند و به گونه ای طراحی شده اند که در شرایط سخت محیطی کار کنند.

ضرورت سرکوب ولتاژ گذرا

گذرا ولتاژ ، که اغلب در اثر عوامل خارجی مانند طوفان های الکتریکی ، اعتصاب رعد و برق یا سوئیچینگ بار القایی ایجاد می شود ، خطر قابل توجهی برای رانندگان RS-485 ایجاد می کند. این گذرا می تواند از حداکثر رتبه بندی ولتاژ رانندگان تجاوز کند و منجر به آسیب احتمالی شود. به عنوان مثال ، یک گذرا ولتاژ منفی بیش از -7 ولت می تواند باعث شود که راننده RS -485 قفل شود و در نتیجه خطای دائمی ایجاد شود. به طور مشابه ، گذرگاه های ولتاژ مثبت بیش از 12 ولت همچنین می توانند منجر به قفل یا آسیب شوند.

پدیده قفل شدن هنگامی اتفاق می افتد که خروجی راننده به ولتاژ منفی کشیده می شود و باعث می شود راننده وارد حالت امپدانس کم شود. در صورت عدم بهره برداری از دستگاه ، این شرایط می تواند دائمی باشد. برای کاهش این خطر ، اجرای استراتژی های سرکوب ولتاژ گذرا مؤثر بسیار مهم است. دیودهای TVS به دلیل توانایی آنها در گیره گذرا و محافظت از اجزای حساس ، به طور گسترده ای برای این منظور مورد استفاده قرار می گیرند.

نقش دیودهای تلویزیون در محافظت از راننده RS-485

دیودهای تلویزیون دستگاههای نیمه هادی هستند که برای محافظت از مدارهای الکترونیکی از سنبله ولتاژ با بستن ولتاژهای بیش از حد طراحی شده اند. آنها با فراهم کردن مسیر امپدانس کم به زمین هنگامی که ولتاژ بیش از یک آستانه خاص باشد ، کار می کنند ، بنابراین مانع از افزایش ولتاژ از سطح امن می شوند. برای برنامه های RS-485 ، دیودهای تلویزیون بر اساس ولتاژ تجزیه ، زمان پاسخ و قابلیت های اتلاف برق انتخاب می شوند. ولتاژ تجزیه دیودهای تلویزیون باید کمی بالاتر از حداکثر ولتاژ عملیاتی مورد انتظار رانندگان RS-485 باشد تا از بستن در حین کار عادی جلوگیری شود.

در عمل ، دیودهای تلویزیون به طور موازی با خطوط RS-485 متصل می شوند. هنگامی که یک ولتاژ گذرا رخ می دهد ، دیود TVS ولتاژ را به یک سطح از پیش تعیین شده بسته می کند و از درایور و مدار مرتبط محافظت می کند. انتخاب دیود TVS همچنین به الزامات خاص برنامه ، مانند محیط عملیاتی ، سطح گذرا مورد انتظار و زمان پاسخ مورد نیاز بستگی دارد. برای برنامه های RS-485 با سرعت بالا ، دیودهای کم سرمایه با سرمایه گذاری برای به حداقل رساندن اعوجاج سیگنال ترجیح داده می شوند.

بهترین روشها برای اجرای دیود تلویزیون

اجرا کننده دیودهای تلویزیون در مدارهای راننده RS-485 نیاز به بررسی دقیق چندین عامل دارد. انتخاب دیود TVS باید بر اساس الزامات خاص برنامه از جمله حداکثر گذرا مورد انتظار ، محیط عملیاتی و ولتاژ بستن مورد نیاز باشد. همچنین در نظر گرفتن ولتاژ تجزیه دیودهای تلویزیون ضروری است تا اطمینان حاصل شود که آنها در حین کار عادی گیره نمی شوند.

علاوه بر انتخاب دیودهای تلویزیون مناسب ، چیدمان و قرار دادن دیودهای تلویزیون بر روی PCB برای سرکوب موثر موثر بسیار مهم است. دیودهای تلویزیون باید تا حد امکان به درایورهای RS-485 نزدیک شوند تا القاء در مسیر زمین را به حداقل برسانند. این محل قرارگیری به اطمینان حاصل می شود که دیودهای تلویزیون می توانند به سرعت در برابر گذرا پاسخ دهند و قبل از رسیدن به راننده ولتاژ را گیره کنند.

علاوه بر این ، امتیاز قدرت دیودهای تلویزیون باید برای رسیدگی به انرژی گذرا کافی باشد. رتبه بندی قدرت به طور معمول در وات مشخص می شود و توسط قدرت پالس اوج و ولتاژ بستن تعیین می شود. برای برنامه های RS-485 ، دیودهای تلویزیونی با امتیاز قدرت 400W معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، زیرا می توانند انرژی گذرا معمولی را بدون خرابی اداره کنند.

پایان

دیودهای تلویزیون با ارائه سرکوب ولتاژ موثر موثر در تقویت قابلیت اطمینان و ماندگاری رانندگان RS-485 نقش اساسی دارند. توانایی آنها در بستن ولتاژهای بیش از حد و محافظت در برابر آسیب های ناشی از گذرا ، آنها را به یک مؤلفه اساسی در سیستم های ارتباطی RS-485 تبدیل می کند. با انتخاب مناسب . طراحان می توانند از عملکرد قوی رانندگان RS-485 در محیط های مختلف صنعتی و تجاری اطمینان حاصل کنند