RS485接口電磁兼容設計方案

RS485接口組成半雙工網絡，采用平衡驅動器和差分接收器的組合方式，使用屏蔽雙絞線傳輸，抗共模干擾能力強。RS485的電氣特性：兩線之間的電壓差為+(2V---6V) 表示邏輯“1”，兩線之間的電壓差為-(2V---6V)表示邏輯“0”，接口通信電平與TTL電平兼容，最常用的RS485總線允許連接多大32個收發器，具體連接說了和芯片輸入阻抗有關系，例如：普通芯片輸入阻抗為≥12kΩ時相應的驅動點數為32個，輸入阻抗設計為1/2負載（≥24kΩ）時相應的驅動點數為64個。

RS485總線標準是工業設備應用最廣泛的物理協議之一，通常應用于樓宇自動化、工業自動化、網絡控制、安防系統等場景中，因此RS485接口的防護措施變得尤為重要。一般如果RS485總線建在室內，電磁環境比較溫和，只需要增加防靜電保護即可，若RS485總線用于室外，可能會遭遇雷擊的危險，一般要加防雷保護電路。

RS485用于設備和計算機或其他設備通信，當應用設備逐漸增多時，通信信號和走線信號變得混合在一起，普通RS485接口設計可能會造成EMC等問題。干擾問題：RS485會遭遇外界干擾如脈沖干擾、電磁干擾等造成的通信異常，同時如果應用于外界，還會造成雷擊造成RS485永久損壞。輻射問題：RS485接口會將PCB板內部干擾，通過電源線形式對外進行輻射，導致輻射測試指標超標。

1、使用GDT氣體放電管，主要用來泄放工模浪涌，同時旁路大部分雷擊電流，可以防護高達4KV甚至更高的浪涌電流保護能力。器件選型時，需要考慮直流擊穿電壓需要大于線路所允許的最大工作電壓，放電管允許通過的電流需要超過設計通過的最大電流。

2、R使用自恢復保險絲，阻值只有幾歐姆，當回路流過的電流超過正常工作電流過多時，其內部阻值會迅速增大，從而將回路電流限制在很小的范圍值內，有效的防護應為靜電電流過大造成RS485接口損壞。選型需要考慮最大額定工作電壓應該大于電路正常工作電壓，動作電路需要小于線路最大可承受電流。

3、TSS采用瞬態抑制二極管TVS，TVS管與GDT實際作用類似，用于二級電路保護，將電壓鉗位在工作電壓范圍內，將浪涌電壓的殘壓將至最低范圍。器件選型TVS的擊穿電壓應該高于信號線上傳輸的信號電壓，但是擊穿電壓不應選的過高，一般表示的6V鉗位電壓，實際擊穿電壓都會在10V左右，同時TVS需要選擇結電容小的，一般幾十pF即可，過高的結電容會造成RS485在高數據速率是傳輸異常。

RS485電路防護有效的解決了雷擊、靜電干擾、浪涌過壓等損壞危險，從而達到保護整個通信線路的目的。