RS485/422-靜電防護(hù)方案
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方案簡(jiǎn)介
RS485和RS422是兩種關(guān)鍵的串行數(shù)據(jù)通信接口標(biāo)準(zhǔn)。RS-422定義了一種高效的平衡通信接口，其傳輸速率高達(dá)10Mbps，通信距離可延長(zhǎng)至約1200米，極大地方便了長(zhǎng)距離通信需求。RS-422支持單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向平衡傳輸模式，允許在單一平衡總線上連接最多十個(gè)接收器，實(shí)現(xiàn)了信息的有效分發(fā)與接收。在RS-422的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展出了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)不僅繼承了RS-422的高性能傳輸特性，更增加了多點(diǎn)、雙向通信的能力。此外，RS-485還顯著增強(qiáng)了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力，并內(nèi)置了沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線的共模范圍，有效提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。
RS485和RS422被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、儀器儀表、通信設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域，由于通信鏈路常常要在距離很遠(yuǎn)的多個(gè)系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)，需要在惡劣電磁環(huán)境下工作，靜電放電、感應(yīng)雷擊浪涌及其它電磁干擾現(xiàn)象導(dǎo)致的較大瞬態(tài)電壓會(huì)損壞通信端口，為了確保這些數(shù)據(jù)端口能夠在最終安裝環(huán)境中正常工作，它們必須符合某些電磁兼容性EMC的規(guī)定。此方案采用具有雙路防護(hù)的ESD器件做保護(hù)，具有封裝體積小、響應(yīng)速度快、結(jié)電容低（數(shù)據(jù)傳輸、帶載量影響?。┑膬?yōu)勢(shì)，滿足IEC 61000-4-2 Level 4靜電放電及IEC 61000-4-5雷擊浪涌防護(hù)需求，讓客戶產(chǎn)品可以復(fù)雜的電噪環(huán)境中穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。
應(yīng)用示例
在甄選針對(duì)RS485和RS422接口的靜電防護(hù)方案時(shí)，我們選擇了SENC712A和SENC712HA兩款產(chǎn)品，可保護(hù)敏感半導(dǎo)體元件免受靜電放電(ESD)和其他電壓引起的瞬態(tài)事件。它們的特點(diǎn)是橫截面面積大，能夠高效地傳導(dǎo)高強(qiáng)度的瞬態(tài)電流，為電路板級(jí)別的保護(hù)引入了卓越的電氣性能特征，如超快的響應(yīng)速度和極低的操作電壓要求，能在布局受限、傳統(tǒng)陣列保護(hù)方法不適用的情況下為雙向線路提供保護(hù)。
圖1 RS485應(yīng)用示例
圖2 RS422應(yīng)用示例
SENC712A 和SENC712HA是兩款用于防止靜電放電、過(guò)壓等瞬態(tài)事件ESD防護(hù)器件，兩款器件電氣特性相似，均能滿足IEC 61000-4-2 Level 4（±15kV空氣放電、±8kV接觸放電）靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及IEC 61000-4-5雷擊浪涌防護(hù)需求。但其中SENC712HA防護(hù)性能更優(yōu)異，峰值功率(Ppk)和峰值電流（IPP）更高，可根據(jù)接口實(shí)際性能進(jìn)行選取。
SIT3088E和SIT3490E是常用于RS422/RS485通信的差分線驅(qū)動(dòng)器/接收器芯片。它通常用于將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，以便在長(zhǎng)距離或高噪聲環(huán)境中進(jìn)行傳輸，同時(shí)也能接收差分信號(hào)并轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)。當(dāng)兩芯片進(jìn)行差分信號(hào)的發(fā)送和接收時(shí)，將ESD防護(hù)器件連接于差分信號(hào)線之間，增強(qiáng)電路的可靠性和抗干擾能力。
型號(hào)參數(shù)
規(guī)格型號(hào) | 方向 | 工作電壓(V) | Ppk(W) | IPP(A) | 鉗位電壓(V) | 結(jié)電容(pF) | 封裝 |
SENC712A | Bi. | 7/12 | 400 | 17/22 | 25/35 | 55 | SOT-23 |
SENC712HA | Bi. | 7/12 | 800 | 34/44 | 18/24 | 68 | SOT-23 |
電氣特性
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電氣特性表
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電氣特性表
總結(jié)與結(jié)論
由于RS485接口和RS422接口在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，保護(hù)接口免受ESD靜電損害極為關(guān)鍵。ELECSUPER SEMI為RS485接口和RS422接口提供值得信賴的保護(hù)器件。以上解決方案是保護(hù) RS485接口和RS422的優(yōu)選之策，確保在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中電路能可靠傳輸和穩(wěn)定運(yùn)行。
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