三个经典的RS-485端口EMC防护方案详解

统级保护。

图12：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13：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14：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15：三个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