请教：SP485REN-L/TR频繁损坏原因

chenzhouyu

请教：SP485REN-L/TR频繁损坏原因 [复制链接]

 

大家好，请教一个关于485的问题。

    整个设备是金属外壳，用于船用发电机组发电机状态的监控。金属外壳外壳链接一根保护地线经由主设备PCB上的连接器

连接到外部，与电源地和信号地没有电气连接。
    该485网络有五个节点，其中两个节点配置了120欧姆的终端电阻，每个节点上的A都加1K下拉电阻，B都连接1K上拉电阻。
    每个485节点的布线都很短，不超过50厘米（由于节点都在金属外壳内，因此没有使用隔离方案），四个从设备的电源均来

自主设备。

   

tagetage

485线是否是屏蔽线，单端接地？

chenzhouyu

tagetage 发表于 2022-10-26 23:54 485线是否是屏蔽线，单端接地？

线很短，在金属外壳内，没有用屏蔽线

bigbat

建议所有的SP485的供电端加入稳压管，我怀疑是主供电系统引起的故障，而不是485线引入的故障

langtuodianzi

增强防护。

呜呼哀哉

遇到同样的问题，我这边电路结构与楼主的相同，发的贴子是电路结构对比，楼主也看看，我们的问题有没有共性。

呜呼哀哉

bigbat 发表于 2022-10-27 09:09 建议所有的SP485的供电端加入稳压管，我怀疑是主供电系统引起的故障，而不是485线引入的故障

这个能详细说下吗？我也有相同问题，电路结构对比，也是因为RS485芯片损坏才考虑的。

bigbat

呜呼哀哉 发表于 2022-10-27 09:36 这个能详细说下吗？我也有相同问题，电路结构对比，也是因为RS485芯片损坏才考虑的。

差分传输是不需要共地的，理论上只要AB间有压差就可以传输，但是楼主的设备是共地和共电源的，共地到还好点。如果供电源：那么不同的设备可能有不同的电源要求，复杂的情况是有些设备甚至是有负电源的，这就可以出现多个“合理的电源“，不是什么干扰。尽可能出现多级的电位差。被R201和R207这两个上下拉电阻引入到芯片的电源系统，这时芯片可能出现较高的负电压，从而损坏芯片。所以我建议整个485通讯系统使用”独立的“供电系统。最好隔离，被隔离就使用钳位系统供电。把整个系统当作一个信号。当然这种方式有可能损坏MCU主系统。最推荐的方式是485系统独立隔离。

Gen_X

1.由于采用5V电路，485驱动能力有限，建议上拉下拉取4.7k以上

2.如果距离较近或速度不高，可以不用120，也可以取150欧姆。

3. 建议将TVS换成6V的。

4.RS485入口或出口可以考虑磁珠或印刷电感。

chunyang

发电机近处不排除具有强电磁干扰，50厘米间距，5个节点，总线长度应该有2米左右，在强电磁环境下必须考虑妥善防护。但楼主提供的信息不够，所有的电缆走线设计如何，PCB设计如何，这些必须考察。楼主应该是没有意识到强电磁环境下数十厘米量级的走线就可能感应出足够高的电压。

至少，楼主电路存在一个设计错误，偏置电阻一般应布置在主机侧，按200mV门限用欧姆定律计算，无需扩展时当然也可布置在每个节点，但阻值与单点偏置不同，注意合成阻抗。

另外，TVS的防护，在AB线间也要加，防止过强的差模电压，强电磁环境下完全可能出现强差模电压。

同时注意，强电磁环境下的总线电缆要用屏蔽线，3芯或4芯，取决与是否需要远程供电，需要就4芯，无需则3芯，除AB线外其它线为电源和地。远程负载较重时，用更多芯线的电缆，电源和地并联处理。屏蔽线的屏蔽层要接入保护地。

tagetage

chenzhouyu 发表于 2022-10-27 07:49 线很短，在金属外壳内，没有用屏蔽线

那考虑是传导干扰，换抗干扰的电源，船上的发电机的干扰是非常大的，大的超出你想象。

呜呼哀哉

朋友，这么多答案你倾向于哪一个，有没有什么想法？同病相怜，我真没想明白问题在哪

chenzhouyu

tagetage 发表于 2022-10-27 13:51 那考虑是传导干扰，换抗干扰的电源，船上的发电机的干扰是非常大的，大的超出你想象。

有可能，在公司里面做可靠性测试没暴露出来。

chenzhouyu

chunyang 发表于 2022-10-27 13:43 发电机近处不排除具有强电磁干扰，50厘米间距，5个节点，总线长度应该有2米左右，在强电磁环境下必须考虑妥 ...

谢谢chunyang版主，看了您的回复我还有几个问题需向您请教。
1、我看了产品的内部结构，电线比较多，不规整。PCB的保护地和信号地间距很小。
2、偏置电阻我重新调整下，我目前每个节点都有偏置电阻，并放置两个终端电阻，是否会因过载导致芯片损坏？
3、增加AB线间的TVS管，SMBJ6.0CA。
4、在A、B线上分别增加两个箝位二极管连接到5V和GND,同时在5V电源线上增加SMBJ5.0CA的TVS管，对感应电压能否起到保护作用？

   

chenzhouyu

Gen_X 发表于 2022-10-27 11:26 1.由于采用5V电路，485驱动能力有限，建议上拉下拉取4.7k以上 2.如果距离较近或速度不高，可以不用120， ...

好的，谢谢您的建议。

damiaa

如果是因为ab线的线路干扰引起的芯片损坏。楼主可以看看5楼的左边电路，右边的电路弱一点。

485芯片损坏以前遇到过，而且头痛，经常坏。使用保护电路基本能解决问题。

chunyang

chenzhouyu 发表于 2022-10-28 08:15 谢谢chunyang版主，看了您的回复我还有几个问题需向您请教。 1、我看了产品的内部结构，电线比较多，不 ...

总线保护更好的办法是用肖特基二极管分别对总线电源和总线信号参考地做钳位，AB线间加双向TVS，动作门限电平要低于接口器件差模电压的耐受极限，高于总线正常的AB线压差即可，越接近正常压差越好。偏置电阻必须调整，满足485的200mV门限即可。负载过重一般不会导致接口片损坏，只是增加了不必要的功耗，但存在外部强电磁耦合时，重载会增加芯片损坏的概率，所以偏置不宜过分。

chunyang

另外注意，如果总线拓扑如14楼图的分叉星型，终端电阻在主机侧设置120欧姆，在终端侧则要每点都加，但阻值要大幅提高，合成阻抗不能低于60欧。如果总线信号传输速率足够低，终端一侧可不用终端电阻，毕竟总线不长。终端侧不用终端电阻的条件是总线长度小于最高信号传输率对应波长的1/10。

由此可见，你的偏置和终端处理都不合适，务必改成单点偏置并确定合适的终端匹配方法。

chenzhouyu

chunyang 发表于 2022-10-28 12:53 另外注意，如果总线拓扑如14楼图的分叉星型，终端电阻在主机侧设置120欧姆，在终端侧则要每点都加，但阻值 ...

非常感谢您的耐心解答

chunyang

你最好把总线走线改成主机-终端1-终端2-终端3-终端4，然后在主机和终端4处加终端电阻。再加上我前帖说的众多改进方案，你这个问题没什么大不了的，可轻松整改。就怕你报以侥幸心态，不严格按照规范来，那后果堪忧，只能指望瞎猫碰上死耗子蒙上了事。