rs485电路设计自有套路 三类经典RS-485端口EMC防护方案详解

低阻抗接地路径以分流瞬变能量，雪崩击穿区域则导致了箝位动作。

　　图6：TISP的特性曲线

　　在限制过压的过程中，受保护电路短暂暴露在高压下，因而在切换到低压保护打开状态之前，TISP器件处在击穿区域。TBU将保护后端电路，防止由于这种高电压导致的高电流造成损坏。当转移电流降低到临界值以下时，TISP器件自动重置，以便恢复正常系统运行。

　　所有上述三个元件协同工作，与系统输入/输出配 合，一起针对高电压大电流瞬变为系统提供系统级保护。

　　图7：TVS、TBU和TISP协同工作，提供更高级别保护

　　方案三

　　如果保护方案需要应对最高6 kV的浪涌瞬变，则需要对方案做些调整。新方案的工作方式类似于保护方案二；但此电路采用气体放电管（GDT） 取代TISP来保护TBU，从而保护次级保护器件TVS。相对于TISP，GDT采用气体放电原理，可针对更大的过压和过流应力提供保护。TISP的额定电流是220 A，GDT的额定电流则是5 kA（按单位导体计算）。

　　图8：GDT的特性曲线

　　GDT主要用作主保护器件，提供低阻抗接地路径以防止过压瞬变。当瞬变电压达到GDT火花放电电压时，GDT将从高阻抗关闭状态切换到电弧模式。在电弧模式下，GDT成为虚拟短路，提供瞬变开路电流接地泄放路径，将瞬变冲击电流从受保护器件上转移开。

　　图9：用TVS、TBU、GDT协同工作，可以耐受更大的过压和过流应力

　　Excelpoint世健公司技术支持部副总监Angus Zhao总结到：RS-485端口的EMC方案自有套路，了解了保护需要遵循的规范，熟悉电路保护器件的特性，做出合规的设计并不难。

　　图10：三个RS485端口的EMC方案保护级别比较

　　最后，世健公司还介绍了两个经典实用的RS-485端口保护方案，可以通过IEC6100-4-2 ESD， IEC61000-4-4 EFT， IEC61000-4-5 Surge 4级以上EMS安规测试。

　　方案一：采用3极GDT+TBU+TVS架构方案

　　方案二：采用2极GDT+TBU+TVS架构方案