人物如何保护工业现场总线传输介质免受故障影响
在工业现场，RS-485网络的总线电缆与工业直流（DC）电源共享同一根导管，这种设计可能会因为电缆接线错误或剧烈弯曲导致绝缘损坏，从而引起数据与电源导体间短路。在这种情况下，即使是过压保护收发器也需要能够提供高于最大可能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（如雷击）的影响，我们需要使用具有特定开关特性的瞬态电压抑制器（TVS）。本文将讨论如何通过结合过压保护收发器和TVS来保护RS-485数据线免受静静力学脉冲干扰（ESD）、瞬态脉冲干扰（EFT）和电涌瞬变的影响。
具备过压保护功能的RS-485收发器，如图1所示，可以承受高达±60V的AC和DC过载。这些收发器可以产生120V差分电压，并且根据EIA-485标准，在极端情况下可以达到±80V。然而，通常在不恰当时刻发生，这可能会在数据传输过程中造成问题。在这种情况下，可以启用一个驱动器，将足够的功率延迟到远程接收器以进行检测。
为了防止对驱动者造成严重损害，我们需要一种巧妙的限流方案，使得驱动者能够在任何情况下都能传输数据并限制其功率。当故障发生时，该限流方案将提供比RS-485标准规定更多宽度共模范围。
图2显示了具有双折返限流功能的受故障保护收发者的工作原理。这意味着它可以在±20V宽共模范围内工作，而第一个折返当前为63mA，以确保整个40V共模范围内驱动负载时驱动者永不折回。然后，较低第二折回当前约为13mA，将随着故障期间功耗降至最低。此外，当发生严重短路时，收发器还提供热断开功能，即当芯片温度升高时禁用驱动员，其功耗降至零，并允许芯片冷却。一旦芯片温度降低15°C后，系统将自动重新启动。如果故障仍然存在，则循环重复热断开/重新启动过程直到清除故障。
除了内部ESD保护设备控制硅整流元件，还有一些设计技巧可让我们主动减少对环境中的噪声和其他信号干扰。此外，我们还应该确保GND和VCC参考平面是无孔、无切口真实铜平面；这保证了低耦合返回路径。而对于高速点对点链路，我们则需要考虑RF设计，以保持去耦合和低耦合返回路径要求。最后，由于频谱覆盖从30Hz到300MHz，因此我们的设计应尽量小心处理所有频段以避免信号完整性问题。
