RS-485 칩이 자주 고장 나는 이유

RS-485 통신을 하는 제품 중에 RS-485 칩이 고장 나는 경우가 많다. 특히, 야외에서 장거리 통신을 할 때 고장 나는 경우가 많다.

 

RS-485 통신에서 2선만 연결한 송신과 수신부는 다음 그림과 같다. 

 

 

위의 회로는 다음 그림과 같다. 송신측에서는 송신 회로의 전원에 연결되어 있지만 수신측에서는 수신측 전원과 분리되어 있다. 송신측과 수신측의 그라운드는 G1과 G2로 동일하지가 않다. 만약 G1과 G2의 전위차가 많이 발생하면 수신측의 통신선에 걸리는 전압 V가 RS-485 칩의 정격을 넘어가게 되고 칩이 고장 나게 된다. 보통 RS-485 칩의 입력 최대 전압은 -9 ~ +14V 정도이다.

 

 

RS-485 통신선은 다음 그림과 같이 그라운드를 함께 연결해야 한다. 그라운드를 연결하여 양단의 그라운드 G1과 G2를 동일하게 맞춰줘야 한다. 통신선이 길면 G1과 G2에서 전위차가 발생할 수도 있지만 Rx+/Rx- 선에도 동일한 전위차가 발생하기 때문에 수신측의 RS-485 칩에서 보는 전압은 높아지지 않는다.

 

 

그라운드를 통신선의 쉴드에 연결하거나 그라운드를 프레임 그라운드에 연결할 때는 그라운드 루프 전류가 생기지 않도록 주의해야 한다.

 

그라운드 루프 전류가 생기지 않도록 다음 그림과 같이 쉴드선의 한쪽만 그라운드에 연결할 수 있다.

 

또는, 그라운드 루프 전류가 생기지 않도록 다음 그림과 같이 쉴드선과 그라운드를 연결할 때 수 킬로 옴 정도의 저항을 연결할 수도 있다.

 

 

시그널 그라운드와 프레임 그라운드가 분리되어 있는 회로를 많이 사용하는 우리나라와 일본 제품에는 RS-485 회로를 별도로 분리할 필요가 없다.

 

미국이나 유럽 제품과 같이 시그널 그라운드와 프레임 그라운드가 직접 연결된 제품에는 RS-485 회로가 포토 커플러, 트랜스, DC-DC 컨버터 등으로 분리되어 있다. 만약 시그널 그라운드와 프레임 그라운드가 직접 연결된 상태로 RS-485 통신선을 연결하면 큰 그라운드 루프 전류가 흘려 RS-485 칩이 쉽게 고장난다.