现场总线技术课程总结如何保护工业RS-485网络免受故障影响
在工业RS-485网络中，总线电缆通常与工业直流（DC）电源共用一根导管。然而，由于电缆接线错误或剧烈弯曲导致的绝缘损坏可能会引起数据与电源导体间的短路。在这些情况下，保持运行需要过压保护收发器，其总线端子需具备高于最大可能DC电源电压的高DC与交流（AC）隔离电压。为了保护数据线免受更高过电压瞬变（例如雷击）的影响，还需要具有特定开关特性的瞬态电压抑制器（TVS）。
本文讨论了过压保护收发器和TVS组合的应用，它们能够保护RS-485数据线免受静静能量、瞬态脉冲干扰和电涌瞬变的影响，尤其是在工业DC总线中，24V额定電壓可承受高达36V電壓偏移。
如图1所示的一款具备过压保护（OVP）的RS-485收发器能够承受±60V AC和DC過電壓。在正常操作期间，这样的设计可以确保即使在极端环境下也能保持稳定的通信。此外，这些收发器还配备双折返限流功能，使得驱动级在任何情况下都可以传输数据并限制其对故障时造成的损害。
此外，还有内部ESD保护通过可控硅整流器实现。当外部電壓超过触发阈值时，它们开始导通，以防止在正常操作期间误触发。而具有高DC隔离度的瞬态电视抑制器则用于进一步提高系统抗干扰能力。
最后，在设计上，我们应注意使用多层板进行信号走向，以避免频谱范围内出现不必要的问题。此外，将TVS设备尽可能靠近板连接点放置，并且使用去耦容纳以减少EMI问题是非常重要的一步。通过综合考虑所有这些因素，我们可以有效地降低RS-485网络受到故障影响的风险，并确保它们能够在各种复杂场景中提供稳定的性能。
