人物如何保护工业RS-485网络免受故障影响以can总线通信协议实例为案例
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，特别是在由于错误接线或电缆剧烈弯曲而引起的绝缘损坏情况下。在这种情况下，过压保护收发器可以提供高于最大可能DC电源电压的高DC与交流（AC）隔离电压，以确保网络的稳定运行。
为了进一步保护RS-485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）。这类设备能够有效地屏蔽静電（ESD）、瞬态脉冲干扰（EFT）和电涌瞬变，从而在24V额定电压下的工业DC总线中承受高达36V的电压偏移。
瑞萨电子提供了一系列具备过壓保護功能的RS-485收发器，如图1所示，这些收发器能够承受±60V的AC和DC过電壓，并且通过双折返限流来防止驱动器受到严重损害。此外，它们还配备热关断功能，当芯片温度超过安全极限时，将自动禁用驱动器以降低功耗并使芯片冷却。
内部ESD保护机制采用可控硅整流器实现，其触发阈值设置为远远超出操作极限，以防误触。同时，该系统内置了具有高DC隔离度和350mW功率吸收能力的TVS设备，如图4所示，这些设备不仅能保护三种主要类型的过電壓瞬變，还能提供对称钳位特性以减少非对称钳位带来的限制。
设计上，应尽量将TVS放置靠近板连接点，并优化走线设计以便信号先经过TVS再到达收发器端子。此外，要确保GND和VCC参考平面是没有孔或切口真实铜平面，以保持低感抗返回路径。此外，在底层布局控制信号，而将数据线、GND和VCC平面分别布置在顶层至第三层，以最小化频谱范围内出现的问题。
