1、設(shè)計(jì)理念
RS232口是在通訊當(dāng)中經(jīng)常使用的端口，一般進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸距離不能超過(guò)15米，而且常常是帶電進(jìn)行插拔操作，這樣多次操作金輝引起端口接收到一個(gè)過(guò)電壓和過(guò)電流的沖擊，造成芯片、設(shè)備的損壞，以至于生產(chǎn)成本的，生產(chǎn)周期的增加。RS232端口的保護(hù)是必須的 。
2、輸出電壓
RS232的接口芯片輸出電壓一般為±9V，不會(huì)超過(guò)±12V。因此對(duì)接口收發(fā)信號(hào)線可采用雙向瞬態(tài)抑制二極管BS0150MS，使用一個(gè)100歐姆的電阻來(lái)作限流電阻，如圖所示，為了保證電阻不被燒毀應(yīng)該選擇電阻的功率在1/4W以上。
1、雷擊過(guò)壓防護(hù)的必要性：
RS485總線能夠?qū)崿F(xiàn)1200米以上的遠(yuǎn)距離傳輸，在實(shí)際使用中線路通常都是在室外，一次在雷雨天氣容易引起電壓過(guò)大，以至于芯片的燒毀。通常RS485芯片的工作電壓在5V左右，芯片的耐壓值在-7~+12V，如果過(guò)壓被引入，芯片就會(huì)被擊穿而導(dǎo)致?lián)p壞。如果有強(qiáng)烈的浪涌能量出現(xiàn)時(shí)，有可能會(huì)導(dǎo)致器件的爆裂，PCB電路板被燒毀。
2、防護(hù)方法及原理圖：
如圖所示是RS485端口的兩級(jí)防護(hù)電路圖。當(dāng)器件被雷擊時(shí)，引起的過(guò)電壓就會(huì)由兩端引入到電路中，那么我們的GDT就是做一級(jí)的保護(hù)，此時(shí)過(guò)電壓就會(huì)被消減到你幾百伏左右，再經(jīng)過(guò)PPTC限浪,TVS就是二次限壓保護(hù)，使到后端電路的電壓被箝制在8V左右，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后端電路的保護(hù)。TVS2/ TVS3做共模保護(hù)，TVS1做差模保護(hù)。
3、防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)
我們有一個(gè)過(guò)壓防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)：IEC6100-4-5，ITU-T K20/K21及國(guó)標(biāo)GB9043均有關(guān)于雷擊浪涌抗擾度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。其通信線路的最高測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為10/700μS,4KV。10/700μS為通信線路中感應(yīng)出的雷電壓波形，表示從零值上升至峰為時(shí)間為10ms , 下降至峰值的一半為700μS。
雷擊浪涌的防護(hù)首先要使用一個(gè)比較優(yōu)質(zhì)的防護(hù)元件，PCB電路板的設(shè)計(jì)要合理，最重要的一個(gè)接地。經(jīng)常都是要求直接使用一個(gè)10歐姆左右的電阻直接接入大地。可靠的接地可以大大提高防護(hù)效果，而不良的接地也會(huì)大大削弱防護(hù)效果。
我們不能為了降低成本及體積，只采用一級(jí)防護(hù)。因?yàn)槟艹惺艽竽芰坷讚舻钠骷豢赡芤淮螌⒗讚綦妷恒Q制到芯片可以承受的水平，TVS雖然可以將雷擊電壓一次鉗制到芯片可在承受的水平，但是不能承受大的雷擊能量，因此必須兩級(jí)防護(hù)。
三、RS232/RS422與RS485防護(hù)的區(qū)別
防護(hù)方法完全相同。只是根據(jù)其工作電壓的不同，精細(xì)保護(hù)器件TVS的電壓參數(shù)應(yīng)選擇不同。如RS232最大工作電壓為15V，則TVS選擇為P6KE18CA或貼片SMBJ15CA，RS422最大工作電壓為12V，則TVS選擇為P6KE15CA或貼片SMBJ12CA
485接口損壞的主要原因是由于瞬態(tài)過(guò)電壓和靜電造成，產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)電壓和靜電的原因很多也較復(fù)雜，所以EIA-485標(biāo)準(zhǔn)要求將各個(gè)RS485接口的信號(hào)地用一條低阻值導(dǎo)線連接在一起以保證各節(jié)點(diǎn)的地電位相等，消除地線環(huán)流。
當(dāng)帶電插拔未隔離的連接電纜時(shí)，由于兩端電位不相等電路中又存在諸多電感、電容之類的器件，插拔瞬間必然產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)電壓或過(guò)電流。
連接在RS485總線上的其它設(shè)備產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓或過(guò)電流同樣會(huì)流入，總線上連接的設(shè)備站點(diǎn)數(shù)越多，產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)電壓的因素也越多。
當(dāng)通信線路較長(zhǎng)或室外架空線時(shí)，雷電必然會(huì)在線路上造成過(guò)電壓，其能量往往是巨大的。解決辦法：
1.應(yīng)將瞬態(tài)抑制二極管靠近接口，限流(匹配)電阻靠近芯片。
2.選用帶靜電保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、輸入失效保護(hù)等保護(hù)措施完善的高擋次RS485芯片。
3.采用響應(yīng)速度更快、承受瞬態(tài)功率更大的新型保護(hù)器件TVS或陶瓷浪涌吸收器，如LT-BS0080MS的 ,2KV 10/700uS，寬頻優(yōu)化保護(hù)器LT-B3D420L則可抗擊5KA以上大電流沖擊。
