[参考译文] THVD1449V：IEC61000-4-5保护、可选终端和带宽

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器件型号：THVD1449V
主题中讨论的其他器件： THVD1454、 THVD1424、 TVS1401

你(们)好

我们即将推出 RS485设计。我们对该接口的要求是：

500kbps RS485
半双工
IEC61000-4-5 2级(8/20us 测试：1kV/42欧姆)
可选120 Ω 终端
非隔离式

我们正在考虑为此使用 THVD1449V、但我有一些问题：

我担心这是一个12Mbps 收发器、我们希望在500Kbps 的总线上使用它。我担心尖锐的边缘、反射和辐射 EMI。其他人建议添加一些串联电阻器来限制这种情况、但我认为这不是一个很好的解决方案、因为我们不知道总线上将有哪些其他器件、我担心总线电容负载增大时会发生什么情况。我是不是担心转换速率快、还是经常看到500Kbps 总线上的12Mbps 收发器？
我计划添加光电继电器来控制可选终端。与 TIDA-01238中针对 CAN 的建议类似。不过，我真的不喜欢这个解决方案，原因很多。 TLP175A 光耦合器的使用寿命是一个问题、最大50 Ω Rdson。等等我想我可以找到更好的方法来解决这个问题、但是否有更好的解决方案不会出现这些问题？我更愿意找到一个具有巨大输入电压范围的模拟开关。
如果我确实添加了一个外部开关、我能否依靠 THVD1449V 中的 VCLAMP 图来保护它？我看不到该数据表中列出的典型 TVS 额定值、以了解最大 VCLAMP 是多少、但我确实在图8-8中看到了某种典型图表。我是否可以假设约25A 的 VCLAMP 约为30V？

我考虑的另一种方法是使用 THVD1454、它集成了可选终端和压摆率限制。对此方法有疑问：

此器件处于预发布状态。何时可订购以进行生产？
为此、我将通过 TVS 二极管添加单独的外部浪涌保护 TCLAMP1202P。 VCLAMP 大约为15-20V。但 THVD1454的绝对最大值为-16V 至16V。因此、它已经接近了、但实际上我认为会有一个短暂的过压周期、我不确定 THVD1454是否能够承受过压。有什么方法知道这一点吗？
这种方法将 THVS1454上现有的 TVS 保护与新的 TVS 保护并行。我应该对此感到关注吗？如何确保浪涌不会破坏 THVS1454内部 ESD 保护？

1 年多前

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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您好！

感谢您的支持！

因此、您可以在500kbps 上运行12Mbps 器件-但有一些注意事项

1A)以500kbps 的速率运行 THVD1449V 将正常运行、并且它应该能够在总线上进行通信。大多数频率成分仍将以数据速率为中心、但由于边沿速率更快、因此在使用速度更快的器件时会产生更多的频率能量。这意味着系统中的阻抗不匹配将产生高频反射以及低频反射。即使在设计良好的系统中、由于总线上组件的容差、也会存在一些阻抗不匹配-因此、如果系统对 EMI 敏感或您尝试设计以满足特定的 EMC 要求、通常较快的器件并不理想。一

1b)如果总线正确端接、您应该能够获得相似的距离-但有显著的注意事项：最大残桩长度将减小。在具有2个以上通信节点的正确 RS-485系统中、首选节点遵循以下拓扑指南：

星形网络和环形网络由于总线产生的干扰而几乎无法进行通信-虽然有方法来实现这些网络、但使其正常工作的设计工作通常并不有利。下面显示了两种建议的拓扑、突出显示了存根长度-所有非终端节点(因此除每个终端节点外的每个节点)不会端接、并通过存根连接到主总线。

此残桩长度具有最大长度、因此必须将其视为与负载传输线路的并行传输线路-这意味着这些是潜在的反射点。

存根的最大长度由以下过程决定：

因此、如果较高速器件可以正常运行(如果节点以菊花链方式连接在一起)、这实际上取决于系统参数、风险很小、但否则可能是一个潜在的问题。

2.可以使用光电继电器来控制终端- CAN 参考设计与我们过去在需要可选终端时所指出的设计相同、因为它未集成到 RS-485器件中、因此建议是相同的。我建议不要使用开关-大多数具有大电压范围的模拟开关将需要大电压电源来处理大输入电压-许多模拟信号开关在通过它们的通道电流方面受到限制-电源开关可能会工作尽管如此、我认为这可能有点过分、而且电压电源要求通常是您不能直接在 RS-485总线上看到开关的一个重要原因-从设计角度来看、我认为光电继电器是一个更好的选择

3、器件会钳制节点、但电流会通过开关分流到 IC 的集成浪涌保护中、我担心在浪涌事件期间会有大量电流使开关发生故障。 THVD1449V 很可能是可以的、但开关很容易损坏。就像一些背景一样-我在介绍这些器件之前就在模拟开关上工作过、在 RS-485总线上实施开关非常困难-不是严格地说、你不可能、而是从系统设计的角度来看、它通常非常不利。我知道光电继电器不是一个必须具有吸引力的选择、但我认为它是具有非集成式可选终端的更成熟、更真实的方法。

因此、考虑到所有这些因素、我想说、如果实施此器件、带光电继电器的 THVD1449V 最有可能是最佳选择。如果残桩长度不是太长、并且拓扑结构良好、那么我认为这是一个不错的选择。

现在、请回答您有关 THVD1454的问题。

由于可能会发生变化、它暂时应该在2023年第2季度发布-这就是我真正可以分享的所有内容-但如果您想更早地开始测试、我们确实提供了 EVM。也就是说、我们在同一系列中有一个器件-发布的 THVD1424、可通过 H/F 引脚配置为半双工或全双工器件-它们的性能非常相似、并且都具有集成端接和压摆率控制销(SLR)。

2.需要使用更低的钳位二极管-超过+/-16V 可能会使器件发生损坏。

请参阅 THVD1454的1kV 浪涌建议设置(大多数 RS-485器件的情况相同)

因此、这两个器件都是可行的并且有可能工作- THVD1424现在也可用、并且可通过 H/F 引脚配置为半双工器件。

如果您有任何其他问题、请告诉我、这些解决方案中的任何一个都是可行的、但两者都有利弊权衡。

最棒的

Parker Dodson

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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您好、Parker、

非常感谢您提供了有关这方面的真正详细的答案。根据数据表第9.2.2节中提供的建议、我倾向于使用 THVD1454。该电路确实看起来像是为我们检查了所有方框、并且避免了光耦合。

但我对此有一些担忧。

CDSOT23-SM712的一些规格如下：

IPP = 17A
峰值功率= 400W、在25°C 以上降额
VCLAMP @17A =-14V、+26V。

因此、我的担忧是：

IEC61000-4-5 2级测试中的峰值电流为1KV/42 Ω= 24A。但该二极管的额定电流为17A。
功率降额意味着在85°C 时、峰值电流仅为11.05A。
钳位电压为26V、高于 THVD1454的16V 绝对最大额定值。

我觉得我想不出这个问题、但我也看到了这个主题中另一个海报中的一些相同的问题和问题： THVD1510：浪涌瞬态保护 IEC 61000-4-5。由于压摆率限制、我实际上不想使用 TVS1401。

我看到了其他关于添加晶闸管和 TBU 的建议、但如果没有必要、我更愿意这样做。

本

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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您好 Ben、

因此、我理解您的顾虑、并且我同意、您可能需要一个更稳健的二极管、但更稳健的器件可能会存在压摆率限制问题。通常而言、器件具有类似的工作电压、但具有更高的电流容差(最大钳位电压不超过建议的二极管的额定值)。

我没有直接提出任何其他二极管建议、但我将邀请一位保护专家参与该主题、该主题将提供更好的指导、并可能对建议的解决方案有更好的了解。

最棒的

Parker Dodson

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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您好、Parker、

我发现一台看起来合适的电视、但价格有点贵。 Semtech TCLAMP1202P。根据他们的数据表、我需要其中的3个。我不确定这是否比使用晶闸管+ TBU + TVS 方法更好、而我在任何地方都能看到这种方法。

IPP = 100A
CJ = 12pF
VCLAMP @12A = 25V、@100A = 40V。

我认为 TVS1401。使用 THVD1454时500Kbps 的压摆率将为1.5V/200ns (从数据表中)= 7.5V/us。在85C 下、TVS1401的最大压摆率为1V/us。因此、不幸的是、它将无法正常工作。

我之前注意到的另一件事是、浪涌原理图中有10欧姆电阻与 THVD1454输出串联。这实际上可以减轻一些有关并联 TVS 保护的担忧。我认为解决方案可能是可以的。

对于 CDSOT23-SM712 17A 额定值、我想与大家分享一个观察结果。基本上、17A 是20us 浪涌期间电流振幅的平均值。尽管峰值电流为24A、但不会持续20us。我想这让我对 CDSOT23-SM712的使用感觉更好。

本

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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很抱歉将其拖出、但我还想问、这10欧姆串联电阻器将如何影响120欧姆端接。与电路中的电阻类似、现在为140欧姆。我是否应该关注 SI？

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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这些电阻器通常用于降低流经内部保护二极管的电流。符合 RS-485标准的发送器具有足够的驱动强度来处理额外的负载(驱动器可在54 Ω 负载上生成大约2V 的电压；接收器仅需要200mV 的电压)。

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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大家好、Clemens、

我同意10欧姆电阻器将有助于缓解浪涌。我更担心的是、通过添加2x10欧姆串联电阻器、现在120欧姆端接变为140欧姆。我不确定是应该担心这一点、还是140欧姆端接可以。

本

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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它们足够小、因此不会对阻抗匹配产生太大的影响。

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 667810 points

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你好，bbcuf，

您会发现、由于压摆率限制、TVS1401在此处不起作用、这是我们唯一一个在14V 左右的电压下使用42欧姆网络时可耗散1kV 浪涌的选项。 TCLAMP 器件将在此处工作。

收发器的+/- 16V 绝对最大额定值是直流额定值、ESD/浪涌是瞬态事件、因此收发器可能能够处理稍高的电压。

10欧姆电阻器将限制收发器输入端的电流、从而帮助保护内部 ESD 保护。正如 Clemen 提到的、电阻器足够小、因此不应对阻抗匹配产生太大影响。

[引用 userid="316222" URL"~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1197770/thvd1449v-iec61000-4-5-protection-selectable-termination-and-bandwidth/4515903 #4515903"]我想我将与大家分享对 CDSOT23-SM712 17A 额定值的观察结果。基本上、17A 是20us 浪涌期间电流振幅的平均值。尽管峰值电流为24A、但不会持续20us。我想这让我对 CDSOT23-SM712的使用感觉更好。

CDSOT23-SM712的17A 额定值是8/20us 波形的峰值脉冲电流额定值、而不是电流幅度的平均值。如果以高于17A 的峰值电流注入8/20US 浪涌、二极管可能会发生故障。

此致、

Sebastian

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