【技術筆記】總線隔離后如何接地？-上篇

時間：2021-08-19 16:29:55

關鍵字：總線接地隔離

手機看文章

掃描二維碼
隨時隨地手機看文章

[導讀]各位工程師對于CAN與RS-485總線并不陌生并且能快速搭建隔離電路，但可能仍會遇到通訊異?；驌p壞的情況，這是什么原因?qū)е拢窟@可能是由于隔離后接地錯誤導致，本文先為大家介紹隔離后接地的ESD作用機理。??前言為保證總線網(wǎng)絡的通訊穩(wěn)定性，通訊接口通常會做隔離，隔離的主要目的：安規(guī)考...

各位工程師對于CAN與RS-485總線并不陌生并且能快速搭建隔離電路，但可能仍會遇到通訊異常或損壞的情況，這是什么原因?qū)е?？這可能是由于隔離后接地錯誤導致，本文先為大家介紹隔離后接地的ESD作用機理。

??前言為保證總線網(wǎng)絡的通訊穩(wěn)定性，通訊接口通常會做隔離，隔離的主要目的：

安規(guī)考慮：保護設備及人身安全，隔開潛在的高壓危險；
提高通信的穩(wěn)定性：消除地電勢差的影響；
提高器件的可靠性：消除地環(huán)路影響；
低耦合：提高系統(tǒng)間的兼容性；

??隔離接地的原理總線增加隔離固然可以保證總線穩(wěn)定可靠地通信，但是帶隔離通信接口的設備，在復雜的環(huán)境或安裝狀態(tài)下，接口會表現(xiàn)出完全不同的ESD特性，了解ESD對接口的影響機理，才能有針對性地增加保護器件，提升隔離接口的ESD能力。下面以帶有隔離CAN或RS-485通信接口為例，對常見的設備狀態(tài)下，ESD的作用機理進行分析，并提出相應的改善措施。

1、總線側(cè)懸空此狀態(tài)下，設備控制側(cè)有接入保護地（PE），總線側(cè)參考地懸空，與PE無任何連接，如下圖。接下來進行分析：

假設控制側(cè)均做了足夠的保護措施，當控制側(cè)接口受到靜電放電時，能量通過控制側(cè)保護器泄放至PE，對隔離通信接口基本無影響，如下面左圖；
當總線接口受到靜電放電時，由于總線側(cè)懸空，能量只能通過隔離柵的等效電容Ciso進行泄放，由于Ciso非常小，僅有幾皮法至十幾皮法，Ciso被迅速充電，兩端電壓Viso會非常高，幾乎等同于放電電壓，電壓全部施加在隔離接口模塊的隔離柵，若電壓超出了隔離柵的電壓承受范圍，則會導致內(nèi)部隔離柵損壞，如下面右圖。
注意：對于一般的隔離接口模塊，隔離柵可承受的靜電放電電壓只有4kV，對于更高等級的6kV或8kV的靜電來說是非常脆弱的，極易出現(xiàn)損壞情況。

2、設備控制測懸空此狀態(tài)下，設備控制側(cè)有接入保護地（PE），總線側(cè)參考地懸空，與PE無任何連接。此狀態(tài)下，設備控制側(cè)參考地懸空，與PE無任何連接，總線側(cè)有接入保護地（PE），如下圖。接下來進行分析：

當總線側(cè)接口受到靜電放電時，靜電能量通過隔離接口模塊內(nèi)部總線側(cè)器件泄放至PE，但若ESD能量超出了接口模塊內(nèi)部總線側(cè)器件的ESD抗擾能力，總線接口則可能損壞，如下面左圖；
當控制側(cè)接口受到靜電放電時，由于控制側(cè)懸空，能量只能通過隔離柵的等效電容Ciso進行泄放，由于Ciso非常小，兩端電壓Viso會非常高，電壓全部施加在隔離接口模塊的隔離柵，若電壓超出了隔離柵的電壓承受范圍，則會導致內(nèi)部隔離柵損壞，如下面右圖。

相信從本篇文章，大家已大致了解總線隔離后的ESD能量經(jīng)過路徑，這可為大家在設計總線隔離電路時提供對應防護方向。明天將為大家?guī)鞿LG的總線隔離接地方案，并為大家介紹相應電路方案具體防護原理及作用，《總線隔離后如何接地？-下篇》敬請期待！

延伸閱讀

如何有效提高CAN總線抗干擾能力？

為什么CAN總線支線長度不能太長？

找到CAN總線（故障）節(jié)點的三種辦法

如何快速實現(xiàn)CAN總線故障定位？

?如有任何疑問，可以：

?在公眾號下方發(fā)送“留言”，進入留言板輸入你的問題；

?添加小Z微信號：zlgmcu-888；

?撥打ZLG致遠電子官方技術熱線：400-888-4005。

本站聲明：本文章由作者或相關機構(gòu)授權發(fā)布，目的在于傳遞更多信息，并不代表本站贊同其觀點，本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者，如若文章內(nèi)容侵犯您的權益，請及時聯(lián)系本站刪除。

換一批

與傳統(tǒng)的驅(qū)動方式相比，共陰恒流驅(qū)動在能效有哪些優(yōu)勢

LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。

關鍵字：驅(qū)動電源

[電源]

工業(yè)電機驅(qū)動電源設計：反電動勢抑制與過流保護的集成方案

在工業(yè)自動化蓬勃發(fā)展的當下，工業(yè)電機作為核心動力設備，其驅(qū)動電源的性能直接關系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中，反電動勢抑制與過流保護是驅(qū)動電源設計中至關重要的兩個環(huán)節(jié)，集成化方案的設計成為提升電機驅(qū)動性能的關鍵。

關鍵字：工業(yè)電機驅(qū)動電源

[電源]