详解保护RS

　　通过/失败标准

　　将瞬变施加于受测系统时，测试结果按照通过/失败标准分为四类。下面是通过/失败标准的列表，并举例说明各标准与RS-485收发器的关系。

　　●正常工作；施加瞬变期间或之后不会发生位错误。

　　●功能暂时丧失或性能暂时降低，不需要操作员干预；施加瞬变期间或之后的有限时间内可能发生位错误。

　　●功能暂时丧失或性能暂时降低，需要操作员干预；可能发生闩锁事件，但上电复位后可消除，对器件的功能和性能无永久影响。

　　●功能丧失，设备永久损坏；器件未通过测试。

　　标准A是最希望达到的，标准D是不可接受的。永久损坏会导致系统停机和维修/更换成本。对于任务关键型系统，标准B和标准C也是不可接受的，因为系统在瞬变事件期间必须能无错误运行。

　　瞬变保护

　　设计瞬变保护电路时，设计人员必须考虑以下主要事项：

　　1.该电路必须防止或限制瞬变引起的损坏，并允许系统恢复正常工作，性能影响极小。

　　2.保护方案应当非常可靠，足以处理系统在实际应用经受到的瞬变类型和电压水平。

　　3.瞬变时长是一个重要因素。对于长时间瞬变，热效应可能会导致某些保护方案失效。

　　4.正常条件下，保护电路不得干扰系统运行。

　　5.如果保护电路因为过应力而失效，它应以保护系统的方式失效。

　　图5显示一个典型保护方案，其特征是具有两重保护：主保护和次级保护。主保护可将大部分瞬变能量从系统转移开，通常位于系统和环境之间的接口。它旨在将瞬变分流至地，从而消除大部分能量。

　　次级保护的目的是保护系统各个部件，使其免受主保护允许通过的任何瞬态电压和电流的损坏。它经过优化，确保能够抵御残余瞬变影响，同时允许系统的敏感部分正常工作。主保护和次级保护的设计必须与系统I/O协同工作，从而最大程度地降低对受保护电路的压力，这点很重要。主保护器件与次级保护器件之间一般有一个协调元件，如电阻或非线性过流保护器件等，用以确保二者协同应对瞬变。

图5. 保护方案框图

　　RS-485瞬变抑制网络

　　就特性而言，EMC瞬态事件在时间上会有变化，因此保护元件必须具有动态性能，而且其动态特性需要与受保护器件的输入/输出极相匹配，这样才能实现成功的EMC设计。器件数据手册一般只包含直流数据，由于动态击穿和I/V特性可能与直流值存在很大差异，因此这些数据没有太多价值。必须进行精心设计并确定特性，了解受保护器件的输入/输出级的动态性能，并且使用保护元件，才能确保电路达到EMC标准。

　　图6所示电路显示了三种不同的完整的EMC兼容解决方案。每个解决方案都经过独立外部EMC兼容性测试公司的认证，各方案使用精选的Bourns外部电路保护元件，针对ADI公司具有增强ESD保护性能的ADM3485E 3.3 V RS-485收发器提供不同的成本/保护级别。所用的Bourns外部电路保护元件包括瞬态电压抑制器（CDSOT23-SM712）、瞬态闭锁单元（TBU-CA065-200-WH）、晶闸管电涌保护器（TISP4240M3BJR-S）和气体放电管（2038-15-SM-RPLF）。

　　每种解决方案都经过特性测试，确保保护元件的动态I/V性能可以保护ADM3485E RS-485总线引脚的动态I/V特性，使得ADM3485E输入/输出级与外部保护元件协同防范瞬变事件。

图6. 三个EMC兼容ADM3485E电路