WHPTC在多功能电能表中的RS-485接口保护应用 智能电表, RS-485, 电能表, 接口, 成本

yuyang911220

智能电表系统已经广泛地应用到工业和生活的领域。在电表中使用自动抄表技术通过通信端口读取数据，而且大部分情况采用远程读数方式。对于电表应用来说既安全又节省了时间和金钱。实现该技术的关键是确保通信链路安全可靠。由于  RS-485 标准具有长距离传输(1200 米以上)，最大传输数率可以达到 10Mbps，且高信号噪声印制。同时，RS-485  电路具有控制方便，成本低等优点，使多点连接成为可能。因此，RS-485 成为智能电表的标准通信接口。
但 RS-485 口传输线通常暴露于户外，因此极易因为干扰、电压不稳、负载短路、安装接线错误、雷击等原因引入过电压、过电流等损坏电表。因 RS-485  收发器工作电压较低(5V  左右)，其本身耐压也非常低(-7V~+12V)，一旦过压引入，就会击穿损坏。在有强烈的浪涌能量出现时，甚至可以看到收发器爆裂，线路板焦糊的现象。因此过流保护和防雷击保护成为  RS-485 接口设计必须要考虑的。
通常如图所示，使用 WHPTC 和 TVS 作为 RS-485 的过流保护和防雷击保护。
当有过电流或雷击事件发生时，产生的过电流、过电压由 A/B线引入，经过 PPTC，然后  GDT作为初级共模防护，通常GDT可以承受10KA(8x20us)浪涌冲击。之后残压已经大大降低到 1KV以下，然后  TVS作为二级保护进行共模/差模保护，到收发器的电压被钳制在 12V以下，同时，通过 A/B线上的上拉电压可以保证  A/B线上的电压保持在高电平。而实现对收发器的过流和浪涌保护。通常，对于 4KV以下过电压，可以省去初级保护—--GDT。单用 TVS就能实现浪涌保护的要求。当  RS-485总线安装错误或与电力线(例如 220VAC)搭接短路时。A/B线上的 PPTC可以提供短路保护。