Zistite, ako TVS diódy chránia priemyselné rozhrania RJ45, PoE a CAN pred prepätím a ESD výbojmi, čím sa zvyšuje stabilita komunikačných systémov a imunita EMC.
Pozadie aplikácie
Keďže priemyselné systémy automatizácie čoraz viac závisia od vysokorýchlostnej komunikácie, Ethernet protokoly ako EtherCAT, PROFINET a Modbus TCP sa stali štandardom v PLC, servopohonoch, priemyselných bránach a vzdialených I/O jednotkách. Tieto rozhrania sú často nasadené v elektricky rušivých prostrediach, kde bleskové prepätia, prepäťové prechody pri induktívnom spínaní a ESD z úpravy káblov predstavujú vážne hrozby pre spoľahlivosť. Prepäťové (Transient Voltage Suppression) diódy sú široko využívané na ochranu ethernetových rozhraní vďaka svojej ultra-rýchlej reakcii a odolnej schopnosti absorpcie energie.
Princíp činnosti a výhody
TVS dióda je zvyčajne pripojená medzi signálnymi linkami a zemou. Keď nastane prechodný napäťový impulz, dióda prepnú do nízkootporového stavu v nanosekundách, obmedzí napätie a preorientuje nadbytočnú energiu preč od citlivých podriadených komponentov, ako sú Ethernet PHY alebo SoC.
Hlavné výhody zahŕňajú:
Reakčný čas pod nanosekundu
Kompaktné balenia vhodné na integráciu vo vnútri RJ45 alebo magnetických súčiastok
Modely s nízkou kapacitou zachovávajú integritu signálu na diferenciálnych pároch
Zhoda so štandardmi IEC61000-4-2 a IEC61000-4-5
Návrhové smernice
Poznámky k návrhu:
Na diferenciálne páry použite TVS polia s ultra-nízkou kapacitou (<1pF) aby sa zabránilo skresleniu signálu
Vyberte TVS s vysokou energiou pre napájacie piny (PoE, 48V), s impulzným prúdom >30A
Umiestnite TVS zariadenia čo najbližšie k RJ45, aby sa minimalizovala parazitná indukčnosť
Prípad použitia
Priemyselná brána podporujúca EtherCAT a Modbus TCP s integrovanou ochranou TVS pre každé RJ45 rozhranie. Dve diferenciálne linky boli chránené pomocou TVS polí s nízkou kapacitou a napájacie piny PoE mali TVS zariadenia s vysokou energiou. Zariadenie vyhovelo testom ±15kV ESD a ±2kV EFT a bolo úspešne nasadené v inteligentných továrňach.
Záver
TVS diódy sú nevyhnutné na ochranu priemyselných ethernetových rozhraní pred prepätím a ESD. Umožňujú dodržať EMC normy a zvyšujú odolnosť komunikačných zariadení určených na kritické aplikácie. Keďže siete sa stávajú rýchlejšími a kompaktnejšími, ochrana pomocou TVS bude aj naďalej základným aspektom pri návrhu.
Ochrana pred prepätím TVS | Ochrana priemyselnej komunikácie | Ochrana RJ45 | Komponenty proti elektromagnetickému rušeniu | Zariadenia na potlačenie ESD
EN
