Защита RS485 Опции

[Itch]

Необходимо защитить интерфейсы на устройстве от возможных импульсных выбросов. Окружающая среда - длинные кабели (несколько км.), рядом мощные высоковольтные пускатели. Есть мысль поставить 3 TVS диода вольт на 12 - от А на землю, от В на землю и между А и В. Но у TVS-диодов приличная емкость (~5нФ), что может повлиять на качество связи. Какие вообще схемы применяются в таких случаях кроме полной гальваноразвязки, интерфейсной микросхемы в DIP кроватке и мешка запасных микросхем у заказчика?

[Itch]

Извиняюсь, что молчал - был в командировке.
Требование очень простое - есть ряд устройств, которые применяются в промышленности (шахты), надо их сделать так, чтобы они были максимально защищены от:
1. Неправильного включения - перепутали между собой A, B, GND, 12V

2. 2 удаленных заземленных устройства соединяют без сигнальной земли, только линиями А и В. Потенциалы их земель при этом могут сильно отличаться.

3. Разнообразные помехи и наводки - от грозы, от пусковых токов, от американских шпионов... Я не знаю, как эти помехи называются научными терминами (синфазные и т.п.), лишь знаю, что не хочу их влияния на мою аппаратуру.

4. От 220 и 380 вольт защищаться не надо, я пошутил. Но если все-таки прилетит, то пусть потери будут минимальны.

Схема №3 с сахары + гальваническая развязка от основной платы какие имеет недостатки?
А может, ну его в баню, этот RS485, может его удел - офисная автоматизация?

[Andy Mozzhevilov]

Извиняюсь, что молчал - был в командировке.
Требование очень простое - есть ряд устройств, которые применяются в промышленности (шахты), надо их сделать так, чтобы они были максимально защищены от:
1. Неправильного включения - перепутали между собой A, B, GND, 12V

От переполюсовки A, B, GND никаких катастрофических последствий не будет, просто не будет работать связь.
Появление 12В на линии А или B также не вызовет последствий, поскольку обычно драйвера RS-485 допускают в ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS +-14B на A и В (например типовой ADM485). Можно найти драйвера и с бОльшими значениями допустимого напряжения.

2. 2 удаленных заземленных устройства соединяют без сигнальной земли, только линиями А и В. Потенциалы их земель при этом могут сильно отличаться.

Гальваническая развязка драйвера от источника питания с прочностью изоляции, бОльшей чем разность потенциалов земель (в общем случае). Более точно можно оценить, зная, что за источник питания используется в каждом устройтсве. Но с практической точки зрения 1.5 кВ будет за глаза. Меньше 500В - лучше не делать.

3. Разнообразные помехи и наводки - от грозы, от пусковых токов, от американских шпионов... Я не знаю, как эти помехи называются научными терминами (синфазные и т.п.), лишь знаю, что не хочу их влияния на мою аппаратуру.

Если рассматривать грозовые и коммутационные перенапряжения - мощные помехи с медленным фронтом, то:
1. Применяйте для связи устройств витую пару, иначе у вас могут возникнуть существенные перенапряжения между проводами А и В, что потребует дополнительно вводить схему защиты от помехи провод-провод.
2. Используйте гальваническую развязку с малой проходной емкостью, чтобы помеха с фронтом порядка 1кВ/мкс не могла пройти через паразитную емкость гальванической развязки. Схему защиты можно сделать несколькими ступенями, например:
разрядник-варисторы-TVSы
варисторы-TVSы.
Между ступенями - ограничивающие резисторы номинальной мощностью 1 Вт (опять же нужно прикидывать по амплитудам помех).

4. От 220 и 380 вольт защищаться не надо, я пошутил. Но если все-таки прилетит, то пусть потери будут минимальны.

Ну сгорит нафиг интерфейсная часть.

Схема №3 с сахары + гальваническая развязка от основной платы какие имеет недостатки?

Схема не совсем корректно отображает земли, я уже говорил выше. Ну и неплохо бы посчитать ее, насколько я помню, там конкретных типов элементов не указано, просто некий общий подход.

А может, ну его в баню, этот RS485, может его удел - офисная автоматизация?

Не знаю, где в офисах применяется RS485, для связи чего и с чем?