WHPTC在多功能電能表中的RS-485接口保護應用

智能電表系統已經(jīng)廣泛地應用到工業(yè)和生活的領(lǐng)域。在電表中使用自動(dòng)抄表技術(shù)通過(guò)通信端口讀取數據，而且大部分情況采用遠程讀數方式。對于電表應用來(lái)說(shuō)既安全又節省了時(shí)間和金錢(qián)。實(shí)現該技術(shù)的關(guān)鍵是確保通信鏈路安全可靠。由于 RS-485 標準具有長(cháng)距離傳輸(1200 米以上)，最大傳輸數率可以達到 10Mbps，且高信號噪聲印制。同時(shí)，RS-485 電路具有控制方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)，使多點(diǎn)連接成為可能。因此，RS-485 成為智能電表的標準通信接口。

但 RS-485 口傳輸線(xiàn)通常暴露于戶(hù)外，因此極易因為干擾、電壓不穩、負載短路、安裝接線(xiàn)錯誤、雷擊等原因引入過(guò)電壓、過(guò)電流等損壞電表。因 RS-485 收發(fā)器工作電壓較低(5V 左右)，其本身耐壓也非常低(-7V~+12V)，一旦過(guò)壓引入，就會(huì )擊穿損壞。在有強烈的浪涌能量出現時(shí)，甚至可以看到收發(fā)器爆裂，線(xiàn)路板焦糊的現象。因此過(guò)流保護和防雷擊保護成為 RS-485 接口設計必須要考慮的。

通常如圖所示，使用 WHPTC 和 TVS 作為 RS-485 的過(guò)流保護和防雷擊保護。

當有過(guò)電流或雷擊事件發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生的過(guò)電流、過(guò)電壓由 A/B線(xiàn)引入，經(jīng)過(guò) PPTC，然后 GDT作為初級共模防護，通常GDT可以承受10KA(8x20us)浪涌沖擊。之后殘壓已經(jīng)大大降低到 1KV以下，然后 TVS作為二級保護進(jìn)行共模/差模保護，到收發(fā)器的電壓被鉗制在 12V以下，同時(shí)，通過(guò) A/B線(xiàn)上的上拉電壓可以保證 A/B線(xiàn)上的電壓保持在高電平。而實(shí)現對收發(fā)器的過(guò)流和浪涌保護。通常，對于 4KV以下過(guò)電壓，可以省去初級保護—--GDT。單用 TVS就能實(shí)現浪涌保護的要求。當 RS-485總線(xiàn)安裝錯誤或與電力線(xiàn)(例如 220VAC)搭接短路時(shí)。A/B線(xiàn)上的 PPTC可以提供短路保護。