1 RS-485体系中处理瞬态要挟
现 今 的 程 序 控 制 架 构 和 闭 环 回 路 系 统 发 展 为 许 多 串 行支路，其选用点对点、多路或许是多点体系。串行支路 的间隔从几米到一千米以上，数据传送协议包含TIA/EIA-
485、 TIA/EIA-232、TIA/EIA-422、现场总线、 CAN总线、 PROBUS、 INTERBUS和LVDS，它们都能够和不同的遥控器 件进行通讯，这些通讯器材包含传感器、制动器、监视器、 RS-485差分通讯接口用于长间隔而且要抗共模搅扰的通讯传 输，特别适合于在工厂的程序操控，程序操控体系规划在其 装置和调试过程中要能够接受苛刻的条件，在瞬态浪涌和雷 击等条件下也能够持续作业。这个运用文的意图在于运用线
图1 三级防护计划
图2 Bourns® TBU® HSP 瞬态测验电路
图3 28Vrms 电力线串扰
图4 120Vrms 串扰
路维护的计划来满意不同需求的RS-485接口防护。Bourns®的线路维护计划和测验功用板能够辅佐体系规划人员运用 Bourns® TBU® High-Speed Protector (HSP)、 MOV(金属氧化物 压敏电阻)、GDT(气体放电管)、TVS（瞬态电压抑制器） 来完成其要求。
2 完成有用的电路防护
图表1所示， 三级防护计划供给了最佳的计划。 它使 RS-485收发器接受更高等级的防护。此计划选用TVS次防 护，Bourns® TBU® HSP用来和谐匹配，MOV或许GDT 用于 初级维护各个维护元器材协同协作，能够使RS-485 更加强 壮 ， 承 受 更 高 等 级 的防 护 ， 远 远 优 于 单 级维护的效果。
3 三级防护计划的完成
图 1 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 量注入的当地。 M OV 或 者 G D T 可 以 保 护 Bourns® TBU® HSP不被 大 的 瞬 态 电 压 破 坏 ， 当 线 路 中 的 电 流 超
图5 220Vrms 串扰
图6 1.2/50us 浪涌测验
图7 0.5/700us 浪涌测验
图8 运用TBU® HSP处理直流电源毛病
过 了 B o u r n s ® T B U ® H S P 的 限 制 电 流 ，Bourns® TBU ® H S P 会 在 1 微 秒之内约束电 流流入后端设备，TVS 二极 管 仅 靠 着 R S -485 传输器能够很好的嵌位其电压，使RS-485 信号在其规则的电压信号内正常传输。
4 了解Bourns® TBU® 快速维护器的作业原理
Bourns® TBU® HSP的TBU-CA系列产品是低容值，单路 双向，高速线路维护器材，选用了高压MOSFET 半导体工 艺。Bourns® TBU® HSP用来维护电路的短路毛病，交流电搭 接，交流电串扰，雷击浪涌，而且能够康复运用。Bourns® TBU® HSP具有史无前例的反应速度，布线简略，封装尺度 只要6.5x4mm巨细。Bourns® TBU ® HSP选用表贴的DFN 封 装，完全符合RoHS 标准和无铅制程。
三 级 防 护 的 拓 扑 结 构 可 以 承 受 大 的 瞬 态 能 量 通 过 Bourns® TBU® HSP 1微秒的反应速度以及TVS和MOV/GDT 的主次级防护。在正常作业情况下，Bourns® TBU® HSP 体现 为必定电阻特性串联在作业线路中。当瞬态电流添加超越 Bourns® TBU® HSP的触发电流时，TBU® HSP关断为高阻状 态，有用地截止了瞬态电流对RS-485收发器的影响。Bourns® TBU® HSP的呼应速度十分敏捷一般在1us 之内，而且具有较 宽的作业频段。
在任何方式的线路中，电力线串扰和高能量脉冲都是 一个显着的应战，特别是在有限的版面空间下。如前所述， TVS 二极管和电阻构成的单级维护计划能够有用地维护中低级其他瞬态维护但不法对电力线串扰和大电流供给有用保 护。Bourns® TBU® HSP 在很小的贴片封装里有用的抵御265V 的电压和20KA 以上的浪涌电流。为演示三级防护计划的防 护才能选用图三所示的线路， 100欧姆的负载电阻在实践电 路中不需要运用。此线路用来仿照运用电路中负载的特性。
5 三级防护线路中正确挑选主次级维护器运用初级维护器的意图在于维护Bourns® TBU ® HSP不 被过电压损坏掉,经过初级维护器的电压嵌位或许泄放的脉冲电流必定要小于器材的额外通流量。Isurge=Vgenerator/ Rgenerator. Isurge以IEC61000-4-5 中规则的瞬态要挟为根底。 次级电压维护器的电压挑选有必要确保RS-485 收发器不受 大于其最大接受电压的要挟。因为TBU® HSP 是小于1微秒的 快速呼应速度，所以只要很小的电流经过级次电压维护器。 电 容 值 是 主 次 级 电 压 保 护 器 的 另 外 一 个 关 键 考 虑 因 素。假如超越了传输界面答应的最大电容值，那么节点的带 宽就会遭到相应的约束。这个%&&&&&%值是数据线，连接器和线 路维护器材的影响总和。能估算到的数据线和连接器的最大
容值将决议你所用维护器材的容值巨细。
6 瞬态浪涌测验数据
如下的示波器波形有助于了解Bourns® TBU® HSP在不同 的瞬态浪涌等级和电力线串扰等方面的三级维护计划中的性 能。用如图2 所示的线路进行演示，不难发现次级的TVS中 流过的能量现已很小,TBU上面流过的电流相对于浪涌电流 来说也是微乎其微。
以上所示的电力线串扰和瞬态脉冲测验很好的证明了 TBU® HSP 在线路中约束负载电流的快速呼应功能。此外这 种三级防护的结构使规划者更轻松的挑选主次级电压维护器 来到达预期的维护效果。
7 运用TBU® HSP处理直流电源
毛病工业通讯体系中直流总线用于继电器操控或许制动器是 十分遍及的。当直流电源总线过错装置或许过错搭接在RS-
485 的差分信号线上时，其结果十分严峻。TBU® HSP用在线 路中能够很好的过流维护效果而且是屡次可康复式的。图8 所示的电路运用P40-G240-WH HSP来处理±24 V 电源毛病。
8 总结
引荐的三级防护计划以Bourns® TBU® HSP为特征供给了一个功能优越于同类竞争对手的计划。规划工程师能够充分运用此计划来进步RS-485接口的瞬态浪涌防护等级。它具有显着的抗交流电串扰、ESD、EFT防护才能。Bourns 供给 的RS-485接口维护计划结合Bourns® TBU® HSP 约束流入的电 压和能量，加上初级维护的GDT或许MOV 以及次级维护的 TVS二极管使得防护计划变得简略简单。运用Bourns® TBU® HSP的计划能够使RS-485 接口过压维护和过流维护等级大幅 度进步。
