惠美科技完成超3亿元D轮融资，由钟鼎资本
06-17
在这篇文章中，我将介绍如何使用瞬态电压抑制器 (TVS) 二极管和抗脉冲电阻来保护差分总线免受系统级瞬态影响。
RS- 等工业网络预计能够在最终应用中承受严酷的系统级瞬变而不造成损坏。
处理过程中的静电放电 (ESD)、感性负载中断、继电器触点弹跳和/或雷击可能会造成损坏。
我们可以通过向差分总线添加外部组件来保护我们的工业设计免受这些瞬态事件的影响。
在工业、电力、自动化和仪器仪表等实际应用中，RS总线标准是业界应用最广泛的物理层总线设计标准之一。
为了确保数据端口能够在极其恶劣的电磁环境下正常工作，RS端口保护方案必须符合相关电磁兼容EMC法规。
在RS端口的EMC设计中，我们需要做的是确保数据通信线路不受静电放电ESD、电快速瞬变EFT和浪涌Surge的威胁和损害，并想方设法满足ESD、EFT 和 Surge 三个规范的要求 工业和仪器仪表 (I&I) 应用通常需要多个设备在长距离系统之间传输数据。
RS 电气标准是 I&I 应用中使用最广泛的物理层规范之一。
I&I 应用包括：工业自动化、过程控制、电机控制和运动控制、远程终端、楼宇自动化（HVAC 等）、安全系统和可再生能源等。
RS- 的一些关键功能非常适合I&I 通信应用程序是： ？长距离链路 – 长达英尺； ？差分传输提高共模噪声抗扰度，减少噪声辐射； ？同一总线上可以连接多个驱动器和接收器； ？宽共模范围（–7V 至 V）允许驱动器和接收器之间存在接地电位差； ？ TIA/EIA-A 允许数据速率高达数十 Mbps。
让我们看看制造商用来测试稳健性的国际电工委员会 (IEC) ESD 0-4-2 系统级 ESD 测试。
IEC ESD测试涉及两种测试方法：接触放电和空气放电。
接触式 ESD 测试将来自 IEC ESD 枪的 ESD 脉冲直接释放到被测设备 (DUT) 上。
空气 ESD 放电测试涉及将带电的 ESD 枪移向 DUT，直到空气分解到足以在 ESD 枪和 DUT 之间进行 ESD 冲??击。
IEC ESD 测试同时使用正极和负极进行，只有当两种极性都保持在一个水平后才能获得通过分数。
表 1 显示了 IEC 0-4-2 ESD 测试电压和峰值电流水平。
接触放电 排气 等级 测试电压 (kV) 峰值电流 (A) 等级 测试电压 (kV) 1 2 7.5 1 2 2 4 15 2 4 3 6 22.5 3 8 4 8 30 4 15 * 特殊 特殊 * 特殊 *这是一个开放关卡。
该级别必须在专用设备规范中指定。
如果指定电压高于所示电压，我们可能需要特殊的测试设备。
表 1：IEC 0-4-2 ESD 测试电压水平 图 1 描述了 IEC ESD 脉冲的基本形状并显示了测试脉冲的时序。
图1：IEC ESD脉冲电流波形和测试序列 根据上述规范要求和设计原则，我们为我们提供了三种不同级别的EMC防护解决方案，并已通过EMC合规测试认证。
RS保护方案中，需要用到的电路保护元件有： 1）TVS二极管阵列SM 2）过流保护器件 3）瞬态阻断单元 4）晶闸管浪涌保护器 5) 陶瓷气体放电管 为了帮助保护我们的工业设计免受 ESD 事件期间传递的高水平能量的影响，我们可以在总线上添加一个 TVS 二极管和抗脉冲串联电阻，以帮助传输并耗散能量。
将 TVS 二极管放置在非常靠近总线进入设计的电路板连接器的位置，可确保耦合到总线上的任何瞬态能量在源点处最小化。
TVS 充当钳位电路，将任何高能脉冲重定向到地，远离 RS 收发器。
如果 TVS 二极管钳位电压高于收发器总线引脚上指定的最大电压，则在 A 和 B 总线上添加串联抗脉冲电阻将限制收发器看到的剩余钳位电流。
这些电阻的值通常非常低（~10-20Ω）。
选择能够处理适当功率水平的电阻器。
图 2 使用 SN65HVD82 RS 收发器展示了这一概念。
图 2：SN65HVD82 RS 瞬态保护概述 表 2 显示了添加外部组件后 SN65HVD82 RS 收发器可实现的性能。
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