Примена ТВС диода у заштити од пренапона за интерфејсе индустријског етернета

Позадина апликације

Како системи за индустријску аутоматизацију све више зависе од брзе комуникације, Ethernet протоколи као што су EtherCAT, PROFINET и Modbus TCP постали су стандард у PLC-овима, серво погонима, индустријским гетвејима и удаљеним I/O јединицама. Ови интерфејси често се користе у електрично бујним срединама, где молећанске прекомерне струје, транзијенте индуктивног пребацивања и ЕСД из руковања каблима представљају озбиљну претњу по поузданост. ТВС (Transient Voltage Suppression) диоде широко се користе за заштиту Ethernet интерфејса због своје ултра брзе реакције и отпорности на апсорпцију енергије.

Принцип рада и предности

ТВС диода обично се повезује између сигнализационих линија и масе. Када дође до транзијентног скока, диода прелази у нископротивни режим у наносекундама, ограничавајући напон и преусмеравајући вишак енергије од осетљивих компонената које следе, као што су Ethernet PHY или SoC чипови.

Ključne prednosti uključuju:

Реакција поднаносекундног временског одговора

Компактни пакети погодни за интеграцију унутар RJ45 или магнетних кола

Модели са малим капацитивитетом одржавају интегритет сигнала на диференцијалним паровима

Усклађеност са стандардима IEC61000-4-2 и IEC61000-4-5

Pravila dizajna

Напомене о дизајну:

Користите низове TVS диода са ултра ниским капацитивитетом (<1pF) на диференцијалним паровима како бисте избегли изобличење сигнала

Изаберите TVS диоде високе енергије за струјне пинове (PoE, 48V), са импулсним струјама >30A

Поставите TVS уређаје што ближе RJ45 конекторима да бисте минимизовали паразитну индуктивност

Primer upotrebe

Индустријски гејтвеј који подржава EtherCAT и Modbus TCP, са интегрисаном TVS заштитом за сваки RJ45 порт. Две диференцијалне линије су заштићене низовима TVS диода са ниским капацитивитетом, док су струјни пинови PoE заштићени TVS диодама високе енергије. Уређај је прошао тестове ±15kV ESD и ±2kV EFT и успешно је коришћен у паметним фабрикама.

Закључак

TVS диоде су незаобилазне за заштиту индустријских Ethernet интерфејса од пренапона и електростатичког праžњења (ESD). Оне омогућавају усклађеност са EMC стандардима и повећавају трајност комуникационе опреме критичне за рад. Како мреже постају бржи и компактнији, заштита помоћу TVS диода остаће основни фактор у пројектовању.

TVS zaštita od prenapona｜Zaštita industrijske komunikacije｜Zaštita RJ45｜Komponente za zaštitu od elektromagnetnih smetnji｜Uređaji za potiskivanje ESD