RS485/422-静电防护方案

ElecSuper静芯

方案简介

RS485和RS422是两种关键的串行数据通信接口标准。RS-422定义了一种高效的平衡通信接口，其传输速率高达10Mbps，通信距离可延长至约1200米，极大地方便了长距离通信需求。RS-422支持单机发送、多机接收的单向平衡传输模式，允许在单一平衡总线上连接最多十个接收器，实现了信息的有效分发与接收。在RS-422的基础上，进一步发展出了RS-485标准，这一标准不仅继承了RS-422的高性能传输特性，更增加了多点、双向通信的能力。此外，RS-485还显著增强了发送器的驱动能力，并内置了冲突保护特性，扩展了总线的共模范围，有效提升了数据传输的稳定性和可靠性。

RS485和RS422被广泛应用于工业自动化、楼宇自动化、仪器仪表、通信设备等多个领域，由于通信链路常常要在距离很远的多个系统之间传输数据，需要在恶劣电磁环境下工作，静电放电、感应雷击浪涌及其它电磁干扰现象导致的较大瞬态电压会损坏通信端口，为了确保这些数据端口能够在最终安装环境中正常工作，它们必须符合某些电磁兼容性EMC的规定。此方案采用具有双路防护的ESD器件做保护，具有封装体积小、响应速度快、结电容低（数据传输、带载量影响小）的优势，满足IEC 61000-4-2 Level 4静电放电及IEC 61000-4-5雷击浪涌防护需求，让客户产品可以复杂的电噪环境中稳定可靠的运行。

应用示例

在甄选针对RS485和RS422接口的静电防护方案时，我们选择了SENC712A和SENC712HA两款产品，可保护敏感半导体元件免受静电放电(ESD)和其他电压引起的瞬态事件。它们的特点是横截面面积大，能够高效地传导高强度的瞬态电流，为电路板级别的保护引入了卓越的电气性能特征，如超快的响应速度和极低的操作电压要求，能在布局受限、传统阵列保护方法不适用的情况下为双向线路提供保护。

图1 RS485应用示例

图2 RS422应用示例

SENC712A 和SENC712HA是两款用于防止静电放电、过压等瞬态事件ESD防护器件，两款器件电气特性相似，均能满足IEC 61000-4-2 Level 4（±15kV空气放电、±8kV接触放电）静电防护标准及IEC 61000-4-5雷击浪涌防护需求。但其中SENC712HA防护性能更优异，峰值功率(Ppk)和峰值电流（IPP）更高，可根据接口实际性能进行选取。

SIT3088E和SIT3490E是常用于RS422/RS485通信的差分线驱动器/接收器芯片。它通常用于将单端信号转换为差分信号，以便在长距离或高噪声环境中进行传输，同时也能接收差分信号并转换为单端信号。当两芯片进行差分信号的发送和接收时，将ESD防护器件连接于差分信号线之间，增强电路的可靠性和抗干扰能力。

型号参数

规格型号	方向	工作电压(V)	Ppk(W)	IPP(A)	钳位电压(V)	结电容(pF)	封装
SENC712A	Bi.	7/12	400	17/22	25/35	55	SOT-23
SENC712HA	Bi.	7/12	800	34/44	18/24	68	SOT-23

电气特性

At TA = 25℃ unless otherwise noted

Parameters	Symbol	conditions	Min.	Typ.	Max.	Unit
Reverse stand-off voltage	VRWM	Pin1 or Pin2 to  Pin3			12.0	V
		Pin3 to Pin1 or  Pin2			7.0
Reverse    Breakdown Voltage	VBR	Pin1 or Pin2 to  Pin3; IR= 1mA	13.3	16.3		V
		Pin3 to Pin 1or  Pin2; IR= 1mA	7.5	9.8
Reverse    Leakage    Current	IR	Pin1 or Pin2 to Pin3; VRWM=12V			1.0	uA
		Pin3 to Pin1or  Pin2; VRWM=7V			1.0
Clamping Voltage	VCL	Pin1 or Pin2 to  Pin3; IPP=17A		24.0		V
		Pin3 to Pin1 or  Pin2; IPP=22A		18.0
Junction capacitance	CO	I/O-GDN, VR=0V; f  = 1MHz		34		pF

表1 SENC712A电气特性表

Parameters	Symbol	conditions	Min.	Typ.	Max.	Unit
Reverse stand-off voltage	VRWM	Pin1 or Pin2 to  Pin3			12.0	V
		Pin3 to Pin1 or  Pin2			7.0
Reverse    Breakdown Voltage	VBR	Pin1 or Pin2 to Pin3; IR= 1mA	13.3	16.3		V
		Pin3 to Pin 1or  Pin2; IR= 1mA	7.5	9.8
Reverse    Leakage    Current	IR	Pin1 or Pin2 to Pin3; VRWM=12V			1.0	uA
		Pin3 to Pin1or  Pin2; VRWM=7V			1.0
Clamping Voltage	VCL	Pin1 or Pin2 to  Pin3; IPP=34A		24.0		V
		Pin3 to Pin1 or  Pin2; IPP=44A		18.0
Junction capacitance	CO	I/O-GDN, VR=0V; f  = 1MHz		68		pF

表2 SENC712HA电气特性表

总结与结论

由于RS485接口和RS422接口在工业自动化领域中发挥着重要作用，保护接口免受ESD静电损害极为关键。ELECSUPER SEMI为RS485接口和RS422接口提供值得信赖的保护器件。以上解决方案是保护 RS485接口和RS422的优选之策，确保在自动化控制系统中电路能可靠传输和稳定运行。