RS-485接口的防护

通常情况下采用的RS-485的保护方案包括一个瞬态电压抑制器二极管阵
列，如使用美国柏恩(Bourns® )的CDSOT23-SM712， 这个单颗双向的器
件为RS-485提供了异步过电压保护当其超过-7V到+12V的共模电压范
围。如果RS-485系统不是室外使用，瞬态电压抑制器阵列可能就可以满
足保护的要求。
TBU-P40-G TVS 如何提供有效的线路防护
单极的瞬态电压抑制器二极管可以有效地嵌位信号总线上瞬态的脉冲电
流。Ipp是瞬态电压抑制器二极管能承受的最大的电流。二极管暴露在较
高的瞬态电压下，要考虑加载在它上面的电流大小，一定要保证其不能超
过额定的最大电流。如图1 所示，瞬态电压抑制器和一个串联电阻Rx的
网络来实现低等级的保护，当瞬态电压增加时，二极管和串联电阻的额定
功率也随之增加也保证能限制二极管中的电流要低于额定的最大电流。瞬
态能量是关于脉冲宽度，持续时间和瞬态斜率dv/dt 的函数。大多数瞬态
电压抑制器的规格书中都会提供瞬间脉冲功率Ppp 在8/20us 或
10/1000us的数值。除此之外，瞬态电压抑制器的规格书中还会提供一个
对数关系的曲线图表来描述不同脉冲宽度下瞬态电压抑制器的性能表现。

随着瞬态能量的增加，这种单级保护方案的不足会凸显出来。 例如当串
联电阻的功率增加来限制瞬态电压抑制器的电流时，电阻自身上的压降会
影响正常工作时的信号传输水平。从而也会影响其通信环路的传输距离。
这时我们可以用三级防护的模式来做到较大瞬态能量的保护，使其对传输
距离影响最小，占用的版面空间也最小。
实现有效的电路防护
图表2 所示，三级防护方案提供了最佳的方案。它使RS-485 收发器承
受更高等级的防护。此方案采用瞬态电压抑制器次极防护，美国柏恩
(Bourns® ) TBU®高速保护器用来协调匹配，金属氧化物压敏电阻或者气
体放电管用于初级保护各个保护元器件协同合作，可以使RS-485 更加
强壮，承受更高等级的防护，远远优于单级保护的作用。


三级防护方案的实现
图2 所示三级防护方案协同合作达到保护的目的。选择不同的元器件实
现其瞬态保护在接口瞬态能量注入的地方。金属氧化物压敏电阻或者气
体放电管可以保护TBU®高速保护器不被大的瞬态电压破坏，当线路中
的电流超过了TBU®高速保护器的限制电流，美国柏恩(Bourns® ) TBU®
高速保护器会在1 微秒之内限制电流流入后端设备，TVS 二极管仅靠着
RS-485 传输器可以很好的嵌位其电压，使RS-485 信号在其规定的电
压信号内正常传输。