RS-485接口往往需要工作在惡劣的電磁環(huán)境下，還要求實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸（可以達(dá)到1200米）、高速（可以達(dá)到幾十Mbps）。

在實(shí)際的工業(yè)、電力、自動(dòng)化及儀器儀表應(yīng)用中，RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)是使用最廣泛的物理層總線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之一，由于其會(huì)在惡劣電磁環(huán)境下工作，為了確保這些數(shù)據(jù)端口能夠在最終安裝環(huán)境中正常工作，它們必須符合相關(guān)的電磁兼容性(EMC)法規(guī)。

因此在RS-485端口的EMC設(shè)計(jì)中，想要設(shè)計(jì)出合規(guī)的RS-485端口EMC方案，首先就要透徹了解并設(shè)法去滿足這三個(gè)規(guī)范：靜電放電(ESD)、電快速瞬變(EFT)和浪涌（Surge）。

• IEC 61000-4-2靜電放電(ESD)
• IEC 61000-4-4電快速瞬變(EFT)
• IEC 61000-4-5浪涌抗擾度（Surge）

針對(duì)以上要求，我們將以三種不同方案來(lái)做利弊分析：

方案一：ESD靜電二極管保護(hù)：提供二級(jí)電涌保護(hù)

當(dāng)產(chǎn)生大于ESD靜電二極管SM712的擊穿電壓的瞬態(tài)電壓時(shí)，電阻變小，能量從ESD靜電二極管流到地（《1 ns）。在瞬態(tài)事件后，ESD靜電二極管自動(dòng)復(fù)位至低阻抗?fàn)顟B(tài)，允許系統(tǒng)恢復(fù)正常工作

它包括兩個(gè)雙向TVS二極管，非常適合保護(hù)RS-485系統(tǒng)，過(guò)應(yīng)力極小，同時(shí)支持RS-485收發(fā)器上的全范圍RS-485信號(hào)和共模偏移（–7 V至+12 V）。

方案二：ESD靜電二極管保護(hù)+保險(xiǎn)絲+半導(dǎo)體放電管：提供四級(jí)電涌保護(hù)

針對(duì)RS-485數(shù)據(jù)端口設(shè)計(jì)，半導(dǎo)體放電管提供主要保護(hù)，過(guò)流保護(hù)由自恢復(fù)保險(xiǎn)絲來(lái)完成。ESD靜電二極管SM712提供次級(jí)保護(hù)，使用此保護(hù)電路的ESD、EFT和電涌瞬變保護(hù)電壓級(jí)別。

方案三：陶瓷放電管+自恢復(fù)保險(xiǎn)絲+ESD靜電二極管：四級(jí)以上的電涌保護(hù)

此保護(hù)方案可保護(hù)RS-485端口免受最高6 kV電涌瞬變的影響。它的工作方式類似于保護(hù)解決方案2，但此電路采用氣體放電管(GDT)取代半導(dǎo)體放電管，進(jìn)而保護(hù)次級(jí)保護(hù)器件TVS。GDT將針對(duì)高于前一種保護(hù)機(jī)制中所述半導(dǎo)體放電管的過(guò)壓和過(guò)流應(yīng)力提供保護(hù)。

GDT主要用作主保護(hù)器件，提供低阻抗接地路徑以防止過(guò)壓瞬變。當(dāng)瞬態(tài)電壓達(dá)到GDT火花放電電壓時(shí)，GDT將從高阻抗關(guān)閉狀態(tài)切換到電弧模式。在電弧模式下，GDT成為虛擬短路，提供瞬態(tài)開路電流接地路徑，將瞬態(tài)電流從受保護(hù)器件上轉(zhuǎn)移開。

綜合三種保護(hù)方案都提到了ESD靜電二極管SM712,那么它為什么能用485端口之上呢？

SM712 (TVS) 二極管專為多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn) RS-485 應(yīng)用中的不對(duì)稱（12V 至 -7V）保護(hù)而設(shè)計(jì)。

SM712 可用于保護(hù)器件免受由靜電放電 (ESD)、電氣快速瞬變 (EFT) 和閃電引起的瞬態(tài)電壓的影響。

功能

• 400 瓦峰值脈沖功率 (tp = 8/20 μs)
• 不對(duì)稱數(shù)據(jù)線路瞬變保護(hù)符合以下標(biāo)準(zhǔn)
  • IEC 61000-4-2 (ESD) ± 15 kV (air), ± 8 kV (contact)
  • IEC 61000-4-4 (EFT) 40 A (5/50 ns)
  • IEC 61000-4-5（雷電）12 A (8/20 μs)
• 保護(hù)兩條 +12 V 至 -7 V 線路
• 低電容
• 鉗位電壓低
• 固態(tài)硅雪崩技術(shù)
• Lead-free, RoHS and WEEE compliant