技术分析：总线隔离后如何接地？-u球体育app下载

3、改善措施

针对上述两种情况,隔离接口模块需要得到有效的静电保护,建议进行隔离接口设计时,增加cp、rp以及tvs,提高隔离接口的esd抗扰能力。

电容cp的作用:减轻隔离栅的压力,为静电能量提供一个低阻抗的路径,静电能量大部分通过此电容泄放,为达到良好效果,cp容值应远大于ciso,建议取100pf～1000pf之间;

tvs管的作用:对于总线侧的静电,静电能量会通过防护器件泄放,注意:其导通电压必须小于隔离接口可承受的最大电压,同时大于信号电压;在通信速率高、或节点数较多时,也需要注意尽量选取等效电容小的器件,以免影响总线正常通信。

注意:若产品无安规要求,可与cp并联一个大阻值泄放电阻,如1m,以防静电积累;若有安规要求,一般需要去除泄放电阻,同时选择安规电容。

 完善的总线接口保护电路

前面只是对esd的作用机理进行了分析,但随着工业产品对通信接口的emc等级要求越来越高。许多应用要求满足iec61000-4-2静电放电4级,iec61000-4-5浪涌抗扰4级要求。一般的收发器esd、浪涌的防护等级均比较低,如ctm1051m隔离can收么器的隔离耐压为2500vdc,裸机情况下,esd、浪涌等级均较低。所以有必要增加外围电路,提高通信端口的emc等级。

以can总线为例,上图为完善的外围推荐电路。其中gdt置于最前端,提供一级防护,当雷击、浪涌产生时,gdt瞬间达到低阻状态,为瞬时大电流提供泄放通道,将can_h、can_l间电压钳制在二十几伏范围内。实际取值可根据防护等级及器件成本综合考虑进行调整,r3 与 r4 建议选用 ptc,d1～d6 建议选用快恢复二极管,参数表如下。

另外,另一种方案则是采用zlg的sp00s12浪涌保护模块,可用于各种信号传输系统,抑制雷击、浪涌、过压等有害信号,对设备信号端口进行保护。搭配zlg的全隔离ctm或sc系列的隔离can收发器,如下图。可极大程度的提升产品的集成度,于此同时极大程度的缩小开发周期。

 阻容回路接地的必要性

前面讲述了总线隔离之后接地的原理以及推荐电路,想必大家已经很清楚了,在现场,很多客户会提到总线隔离之后为什么需要阻容接地呢?这里给大家简单描述一下:

电容:从ems(电磁抗扰度)角度说,这个电容是在假设pe良好连接大地的前提下,降低可能存在的影响(以大地电平为参考的高频干扰信号对电路的影响),是为了抑制电路和干扰源之间瞬态共模压差的。其实gnd直连pe是最好的,但是,直连可能不可操作或者不安全。从emi(电磁干扰)角度说,如果有与pe相连的金属外壳,有这个高频路径,也能够避免高频信号辐射出来;

1m电阻:这是对付esd(静电放电)测试用的。因为这种用电容连接pe和gnd的系统(浮地系统),在做esd测试的时候,打入被测电路的电荷无处释放,会逐渐累积,抬升或降低gnd相对pe的电平,累积到一定程度,超过了pe和电路之间的绝缘最薄弱处所能耐受的电压范围,gnd和pe之间就会放电,几个纳秒间,在pcb上的产生数十到数百安培的电流,这足以让任何电路因emp(电磁脉冲)宕机,或者是让pe与电路之间绝缘最薄弱处所在信号连接的器件损坏。但是有时候又不能直接连接pe和gnd,那么就用一个1～2m的电阻去慢慢释放这个电荷,以消除二者间的压差。当然1～2m这个数值是根据esd测试标准选择的,因为iec61000里面规定最高的重复次数只有10次/秒,如果你搞个1000次/秒的非标esd放电,那么1～2m的电阻我觉得是不能释放掉累积的电荷的。

zlg致远电子为您提供优质可靠的隔离can收发器、隔离rs-485收发器,电源、信号全隔离,隔离耐压高达2500vdc及以上,可为您的can、rs-485总线保驾护航!