RS422和RS485的浪涌保护解析

连接产品在使用中，需要特别注意环境的变化，RS422和RS485电子系统接地是其中一个重要因素，合理的接地系统能够确保网络的稳定性，信号接地措施，只对低频率的共模干扰有保护作用，对于频率很高的瞬态干扰就无能为力了。

由于传输线对高频信号而言就是相当于电感，因此对于高频瞬态干扰，接地线实际等同于开路。这样的瞬态干扰虽然持续时间短暂，但可能会有成百上千伏的电压。本文将围绕RS422和RS485的瞬太保护，谈谈如何有效避免高频瞬态干扰。

一般在切换大功率感性负载如电机、变压器、继电器等或闪电过程中都会产生幅度很高的瞬态干扰，如果不加以适当防护就会损坏RS-422或RS-485通信接口。对于这种瞬态干扰，常规做法包括采用隔离或旁路的方法加以防护。

一、两种保护方法

1、隔离保护方法。

这种方案实际上将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上，由于隔离层的高绝缘电阻，不会产生损害性的浪涌电流，起到保护接口的作用。通常采用高频变压器、光耦等元件实现接口的电气隔离，已有器件厂商将所有这些元件集成在一片IC中，使用起来非常简便。这种方案的优点是可以承受高电压、持续时间较长的瞬态干扰，实现起来也比较容易，缺点是成本较高。

2、旁路保护方法。

这种方案利用瞬态抑制元件（如TVS、MOV、气体放电管等）将危害性的瞬态能量旁路到大地，优点是成本较低，缺点是保护能力有限，只能保护一定能量以内的瞬态干扰，持续时间不能很长，而且需要有一条良好的连接大地的通道，实现起来比较困难。实际应用中是将上述两种方案结合起来灵活加以运用。在这种方法中，隔离接口对大幅度瞬态干扰进行隔离，旁路元件则保护隔离接口不被过高的瞬态电压击穿。

二、相关瞬态保护的产品

• RS-485与5V直流电源线路的防风雨浪涌保护器（避雷器）

这一系列的RS485浪涌保护产品，采用大功率三级设计，对R-485控制线路进行保护。与只使用二极管的保护器相比，三级设计可以处理更高级别的瞬态。第一级由差动气体放电管组成。第二级是一对限流串联电阻器，最后一级是一个低电容二极管阵列。使用三端差分气体放电管与使用成本较低的两端管相比，可提供优异的共模和差模传导瞬变保护。

• 防风雨避雷器与浪涌保护器，用于RS-422/RS-485和12~28V交流电源线

同样采用了三级设计，不仅是在控制线中，电源线同样如此。12-28VAC电源线，第一级由差动气体放电管组成。第二级是一对抑制线圈，在最后一级使用金属氧化物压敏电阻器（MOV），电源线通过高电流额定螺钉端子连接至保护器。防风雨的ABS外壳，带密封盖和隐蔽安装，更增加了其坚固性。

• RS-422和RS-485线路的导轨安装的室内3级浪涌保护器（避雷器）

三级设计包括了第一级包括差分气体放电管，第二级为一对限流系列电阻，而最后一级为低电容二极管阵列。可专门用于灾难性浪涌或雷击事件。对于此模式，第二级的电阻将熔断，而部分二极管阵列将短路。这样，可以有效地断开线路和灵敏设备，从而减少损失。使用此装置后部的DIN装配夹可以将其装在DIN 3导轨上。