Aplikasi Diod TVS dalam Perlindungan Kilat untuk Antara Muka Ethernet Industri

Latar Belakang Aplikasi

Dengan meningkatnya kebergantungan sistem automasi industri terhadap komunikasi berkelajuan tinggi, protokol Ethernet seperti EtherCAT, PROFINET, dan Modbus TCP telah menjadi piawai dalam PLC, pemacu servis, gerbang industri, dan unit I/O jauh. Antara muka ini sering kali dipasang dalam persekitaran yang tinggi dengan gangguan elektrik, di mana ancaman besar kepada kebolehpercayaan wujud akibat kilat, transien pensuisan induktif, dan ESD dari pengendalian kabel. Dioda TVS (Transient Voltage Suppression) banyak digunakan untuk melindungi antara muka Ethernet kerana sambutan yang sangat pantas dan keupayaan menyerap tenaga yang kuat.

Prinsip Kerja & Kelebihan

Dioda TVS biasanya disambungkan antara talian isyarat dan bumi. Apabila puncak transien berlaku, dioda bertukar ke mod rintangan rendah dalam nanosaat, mengunci voltan dan mengalihkan tenaga berlebihan dari komponen sensitif yang berada di hilir seperti PHY Ethernet atau SoC.

Faedah Utama Termasuk:

Masa tindak balas sub-nano saat

Pakej padat yang sesuai untuk integrasi di dalam RJ45 atau magnetik

Model berkapasiti rendah mengekalkan keaslian isyarat pada pasangan pembeza

Kepatuhan dengan piawaian IEC61000-4-2 dan IEC61000-4-5

Pedoman Reka Bentuk

Nota reka bentuk:

Gunakan tatasusunan TVS kapasiti ultra-rendah (<1pF) pada pasangan pembeza untuk mengelakkan penyimpangan isyarat

Pilih TVS tenaga tinggi untuk pin kuasa (PoE, 48V), dengan kadar arus kilat >30A

Letakkan peranti TVS berhampiran RJ45 untuk meminimumkan induktans parasitik

Kes Penggunaan

Sebuah get pintar perindustrian yang menyokong EtherCAT dan Modbus TCP dengan perlindungan TVS bersepadu untuk setiap port RJ45. Dua barisan pembeza dilindungi menggunakan tatasusunan TVS berkapasiti rendah, manakala pin kuasa PoE dilengkapi peranti TVS berkuasa tinggi. Unit ini berjaya lulus ujian ESD ±15kV dan EFT ±2kV serta telah dipasang secara berjaya di kilang-kilang pintar.

Kesimpulan

Diod TVS sangat penting untuk melindungi antara muka Ethernet perindustrian daripada kelebihan voltan dan ESD. Ia membolehkan kepatuhan kepada piawaian EMC dan meningkatkan ketahanan peralatan komunikasi kritikal. Apabila rangkaian menjadi lebih pantas dan padat, perlindungan TVS akan terus menjadi pertimbangan utama dalam reka bentuk.

Perlindungan lonjakan TVS | Perlindungan komunikasi industri | Perlindungan RJ45 | Komponen anti-gangguan EMC | Peranti penekan ESD