RS232 Überspannungsschutz mit TVS Dioden...

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RS232 Überspannungsschutz mit TVS Dioden...

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Posted: 05.02.2011 - 00:45  ·  #1
Hallo Leute,

ich möchte meine RS232-Eingänge (Feld) zum Schutz meiner Elektronik mit TVS-Bipol. Dioden schützen.

Wo ich mir aber unsicher bin, wie viel Reserve muss ich in der Stand-Off-Spannung lassen?
Normalerweise läuft die RS232 ja im Bereich von 12V, also müsste doch eine Stand-Off-Spannung von 15,1V reichen oder sollte man eher auch 18,8V gehen?

Die STMicroelectronics SM6T22CA hat einen Wert von 18,8V und kann bereits bei einer Spannung von 20,9V durchbrechen.

Meine ISDN-Leitungen habe ich mit 58,8V geschützt, da ISDN mit ca. 40V arbeitet, für meine CAN-Schnittstelle habe ich weniger reserve. Max. CAN-Spannung 24V und hier wird schon ab 26,2 ein Durchbruch ermöglicht. Mit beiden Werten habe ich gute Erfahrungen gemacht.

Und die nächste Frage, gegen GND meiner Steuerung ableiten oder doch besser gegen einen getrennten Schutzleiter, im Gedanken zu Blitzschäden würde ich eher auf den (Schutzleiter gehen PE/PAG), das ist dann ein sauberes Bezugspotential.
Bei dem ISDN-Part stellt sich diese Frage nicht, da der ÜSpg.Schutz nur zwischen den Adern erfolgt, keine Ableitung zu zu GND oder PE im Endgerät. Dies wird in der Speisung abgeleitet, beim ISDN muss man nur Spannung unter den Adern begrenzen.

Hat Jemand von euch schon Erfahrungen / auch negativ mit zu schlechten Überspannungsschutz gemacht? Leider oder zum Glück, habe ich dahin gehend keine negativen Erfahrungen, meistens mache ich da wohl zu viel an Filtern und Ableitern rein ;)

Gruß
Thorsten
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Re: RS232 Überspannungsschutz mit TVS Dioden...

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Posted: 15.12.2011 - 14:05  ·  #2
Hallo Leute,

hmmm keine Erfahrungen oder TIPS?

Ich habe mich jetzt schon durch einige Bücher und auch im Internet kundig gemacht,
leider gibt es da unterschiedliche Meinungen zum Verbinden von PE und GND.

Bei den meisten Büchern, wird der SignalGND (Schirm vom Kabel) mit einem Kondensator gegen PE gezogen oder mit einer kleinen Induktivität/0Ohm-Widerstand gegen DigitalGND verbunden.

Ich habe aber weder Gute/noch schlecht Erfahrungen mit beiden Varianten gemacht, auch dann nicht, wenn ich den DigitalGND direkt mit dem PE und dem SignalGND verbunden habe.

Was für mich zur Verbindung zwischen DigitalGND und PE positiv zählt sind die folgenden Punkte:
1. Bei Erdschluss fliegt die Sicherung raus
2. Kein Strom bei Erdschluss über den Schirm von der RS232- bzw. USB-Buchse (dabei kann
man so manches Notebook mit Schutzleiter-Anschluss töten ;) )
3. Durch einen Erdschluss kann es keine schwebenden Potentiale geben, da der
DigitalGND direkt mit dem PE verbunden ist.

Nachteil:
1. Ein GND-Erdschluss im Kabel oder im Feld z.B. defektes Kabel kann nicht so einfach erkannt/gewessen werden.

Kann mir Jemand von euch irgenden einen Grund für die einzelnen Möglichkeiten sagen?

Gruss
Thorsten
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Re: RS232 Überspannungsschutz mit TVS Dioden...

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Posted: 01.02.2012 - 14:38  ·  #3
Hallo Leute,

für andere die vor der selben Frage stehen.
Es gibt so RICHTIG kein "Klares Ja oder Nein" also besser ein "JAIN" ;)

Ich habe mich etwas an EMV-Bücher (Würth-Elektronik Trilogie der induktiven Bauelemente) gerichtet. In diesem Buch steht halt auch NICHTs klares drinnen.

Ich habe auf meinem Boards kleine Ferrit Beads 0805 2000kOhm bei 100MHz genommen, diese
haben einen sehr kleinen Widerstand, somit nutze ich das selbe Verhalten was man sonst zwischen dem Digital- und Signal-GND hat. Diese Verbindungen sind an 4 Stellen mit einer
guten Verbindung zum Gehäuse. Damit man keine so große Schleife bildet.
Weiterhin habe ich noch je einen kleinen Kondensator paral. gegen GND geschaltet.

Was der EMV-Test im Labor dazu sagt, werde ich bald sehen. Aber meine Tests sahen erstmal gut aus.

Somit habe ich den Vorteil, das ich einen evtl. Kabelschaden im Feld mitbekomme (Sicherungsfall) und gleichzeitig habe ich etwas Schutz vor Störungen von Außen.

Meine Leitungen zwischen den Leiterplatten (I2C, Reset usw) habe ich auch mit kleinen Ferrit Beads im 0805er Gehäuse gefiltert. Die Feldleitungen, die aus dem Gehäuse gehen sind mit kleinen Stromkomp. Drosseln gefiltert und mit Varistoren gegen Überspannung, sowie mit schnellen Dioden gegen ESD geschützt.

Gruss
Thorsten
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Schaltplan PAG GND
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