RS485保护电路设计各部分功能，常见接口电路和保护电路

之前文章提到RS485隔离方案（几种实现485隔离电路方案对比）

虽然隔离能有效抑制高共模电压，但总线上还可能存在浪涌、雷击及短路等问题存在，所以在EMC等级要求比较高的系统中，需要在总线上再采取一定的保护措施。

RS485典型保护电路

典型电路中各部分功能如下：

R1作用：在应用系统工程的现场施工中，由于通信载体是双绞线，它的特性阻抗为120Ω左右，所以线路设计时，在 RS-485网络传输线的始端需要接一个120Ω的匹配电阻，以减少线路上传输信号的反射。

R2/R3作用：A、B线之所以需要加上下拉电阻，是保证总线在不发送信号时（悬浮状态），AB差分信号仍是确定状态。避免杂讯影响，电阻取得小，则负载会加重。会影响485电路上节点数量，而取得大则会影响数据传输的波特率，取值一般在几K。（由于 RS-485芯片的特性，接收器的检测灵敏度为± 200mV，即差分输入端 VA－VB ≥+200mV，输出逻辑1，VA－VB ≤－200mV，输出逻辑0；而 A、B 端电位差的绝对值小于200mV时，输出为不确定。）

TVS作用：A、B各自对地接TVS管用作ESD防护，TVS管的作用原理是当管子两端经受瞬态能量冲击时能极快地将两端阻抗降低，通过将能量吸收掉，从而将其两端电压钳制在标称电压值上，保护后端器件。有些RS485芯片内部会在其内部集成TVS管，但受半导体工艺限制，集成在芯片内部的TVS管很难做到大功率，只能消除静电，不能防雷击和浪涌。

PTC1作用：部分系统要求RS485接口能耐受市电或者工业电直接接入，数分钟通电不损坏。PTC在这里就是起这个保护作用，当强电接入时，PTC热敏电阻迅速发热，形成高阻，通过TVS管形成回路，保护后级电路。

延申阅读：常见的485接口电路和保护电路（含实际应用参数）

RS-485总线标准是工业系统设备上应用最为广泛的物理层协议之一。RS-485的主要特点：支持远距离传输，长达4000英尺；双向信号差分传输，提高信号的噪音抑制能力，并且允许一条总线上可以挂接多个发射器和接收器，信号传输为宽范围电平-7V~+12V。

基于实际的应用，485接口线缆可能会暴露在机器外面甚至是户外的情况，所以485接口芯片的实际耐受电压或者耐受电流往往可能会超出芯片的要求，这就要求我们设计中常常需要设计防护电路对485接口芯片进行保护，避免损坏设备。

对此，电路一点通推荐一个常用的485防护电路，可以满足日常工业的实际需求，对于一些防护要求更加苛刻的应用工况，可以选择匹配的参数即可，电路拓扑基本一致。

485芯片选择可以根据供电电压、传输速率，是否隔离进行选择。

接口的电路滤波设计要点：

1、L1为共模电感，共模电感能够对衰减共模干扰，对单板内部的干扰以及外部的干扰都能抑制，能提高产品的抗干扰能力，同时也能减小通过485信号线对外的辐射，共模电感阻抗选择范围为120Ω/100MHz ~2200Ω/100MHz，典型值选取1000Ω/100MHz；

2、C2、C3为滤波电容，给干扰提供低阻抗的回流路径，能有效减小对外的共模电流以同时对外界干扰能够滤波；电容容值选取范围为22PF~1000pF，典型值选取100pF；若信号线对金属外壳有绝缘耐压要求，那么差分线对地的两个滤波电容需要考虑耐压；当电路上有多个节点时要考虑降低或去掉滤波电容的值。

3、C4和R6为接口地和数字地之间的跨接电容和接地电阻，典型取值为1000pF和1MΩ， C3容值可根据测试情况进行调整；

4、FDG1为三端气体放电管组成第一级防护电路，用于抑制线路上的共模以及差模浪涌干扰，防止干扰通过信号线影响下一级电路；

5、D2~D3为TVS管（半导体放电管）组成第三级防护电路，可以钳住放电管后级别的过电压。

一些更高防护等级要求可以在放电管和TVS管之间串入PTC1、PTC2为热敏电阻组成第二级防护电路，典型取值为10Ω/2W；为保证气体放电管能顺利的导通，泄放大能量必须增加此电阻进行分压，确保大部分能量通过气体放电管走掉；

注：部分电路参数可以根据实际电路和测试需求进行调整。