人物如何利用can通讯协议和命令解析技术保护工业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，这种共享可能导致数据与电源导体间的短路，从而引起绝缘损坏。在这些故障情况下，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。
为了保护总线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）。本文讨论了如何通过组合过压保护收发器和TVS来保护RS-485数据线免受静电、瞬态脉冲干扰和electric surge的影响，尤其是在工业DC总线中，即24V额定电压可承受高达36V的電壓偏移。
具备过压保护（OVP）的RS-485收发器，如图1所示，可以承受±60V的AC和DC過電壓。一条总线可以保持在＋60V，而另一条则位于－60V，因此产生120V显著差分電壓。根据EIA-485，瞬態情況甚至可以達到±80V。
被禁用的收发器仅依赖其输出晶体管的高擊穿電壓，因此很容易承受如此高的電壓。但是，這些過電壓通常會在最不恰當的時間發生，比如資料傳輸過程中。在這種情況下，将启用其中一个總線驱动器，将足够的電流延迟至远程接收器进行檢測。
雙折返限流
為了防止對驅動器造成嚴重損壞，需要一种巧妙的限流方案，使驅動器能够在任何情况下都可以传输数据并在发生故障时限制其電流。受故障保護的收发器具备带双折返電流限制 的驱动级，一般提供比RS-485标准规定更宽范围。
图2显示了图1中受到故障保护的一款 收发者的限流功能。这款产品能夠工作於 ±20 V 的宽共模范围内，其中第一个折返当前约为63mA，以确保整个40 V 共模范围内驱动负载时驱动者永不折回；然后较低第二折回当前水平约13mA将在发生過熱時降低功耗以达到最小值。此类限流方案保证即使处于极端共模或過圧範圍內输出也不会超过RS-485规范要求。
当发生严重短路的情况下，该设备还提供热关断功能，即芯片温度升至一定程度后禁用驱动者，并将功耗降至零以便冷却。当芯片温度降低大约15°C后，将自动重新启用。如果故障仍然存在，则会持续执行热关断/重新启动循环直至问题解决。接收机保持活动状态，无论是否有激活、禁用或IC掉供，它们都会处于活动状态下的故障监控状态。
内部ESD防护
内部ESD防护通过可控硅整流元件实现。当外部加上超出触发阈值之外的大幅度逆向伏打势力时，它们开始导通。而由于输出晶体管击穿伏打势力的高度，所以触发阈值设置为±70 V，以避免误触放响应正常操作期间。此类设计让多种TVS设备成为选择，因为它们拥有钳位点远低于触发阈值。
这意味着尽管进入电视节目的工作伏打势力超过40 V，但泄漏current要小于1 mA。这是为了确保反向击穿过程中的流量增加到10 mA才开始轻微地导通。
图4展示了一款这样的电视节目装置，由四个控制二极管和中心弹簧二极管组成，每个中心弹簧二极管均有45 V 的反向击穿 voltage且350 mW 功率吸收能力但占板面积仅为 2 mm x 1 mm。端点 1 和 3 连接到数据行，而端点 2,4 和5 接地。
两种连接方式：使用单个 TVS 保护两条数据行会导致对称钳位曲线而不是非对称曲线，为清晰起见，只显示了一根导航路径上的行为路径。在应用正性测试脉冲给A 和 B 导航路径会导致瞬态流量经过转换二极 管及中心弹簧元件，在应用负性脉冲则只经过单一二极管。此类非对称钳位特性以黑色表示，对称钳位特性的蓝色表示，用脚标记 "A" 或 "B" 表示每条导航路径。
使用两个 TVS 设备，并分别放在每条导航路径上各放置一个 TVS 将产生对称钳位曲线，在图4 中以引脚 "A" 至 "C" 表示，此处未连接底部接地引脚 "B",取而代之的是 I/O 端子之一 (A 或 C) 连接到导航路径另一个端子连接地面因此用于正性测试脉冲及负性测试脉冲用于瞬态流量保持相等。
最后，结论是使用单一 TVS 解决方案是不适当，因为它限制了 OVP 收发送者的共模范围从而减少信号完整性的可能性；因此建议至少应该使用两个独立 TVS 设计来完全覆盖 ±20 v 共模范围并满足 RS - 485 规范要求，同时考虑到的去耦容量为4 pF 最大化用户空间利用率以及长距离网络稳定性能，同时也应注意频谱覆盖30 Hz 到300 MHz 范围内同时尽量缩小返回路径中的耦合作用以提高信号完整性和抗干扰能力。
