智慧型電表等系統已經廣泛地應用到工業和生活的領域。在電表中使用自動抄表技術通過通訊埠讀取資料，而且大部分情況採用遠端讀數方式。對於電表應用來說既安全又節省了時間和金錢。實現該技術的關鍵是確保通訊鏈路安全可靠。由於 rs-485 標準具有長距離傳輸(1200 公尺以上)，最大傳輸數率可以達到 10mbps，且高訊號雜訊抑制。同時，rs-485 電路具有控制方便，成本低等優點，使多點連線成為可能。因此，rs-485 成為智慧型電表的標準通訊介面。 但 rs-485 口傳輸線通常暴露於戶外，因此極易因為雷擊等原因引入過電壓。而 rs-485 收發 器工作電壓較低（5v 左右），其本身耐壓也非常低（-7v~+12v），一旦過壓引入，就會擊穿損壞。在有強烈的浪湧能量時，甚至可以看到收發器爆裂，線路板焦糊的現象。因此防雷擊保護成為 rs-485 介面設計必須要考慮的。 通常，如圖所示，使用 pptc 和 tvs 作為 rs-485 的防雷擊保護：
當雷擊發生時，感應過電壓由 a/b 線引入，經過 pptc，然後 gdt 作為初級共模防護，通常 gdt 可以承受 10ka(8x20us)浪湧衝擊。之後殘壓已經大大降低到 1kv 以下，然後 tvs 作為二級保護進行共模/差模保護，到收發器的電壓被鉗制在 12v 以下，同時，通過 a/b 線上的上拉電壓可 以保證 a/b 線上的電壓保持在高電平。從而實現對收發器的浪湧保護。通常，對於 4kv 以下的過電 壓，可以省去初級保護—--gdt。單用 tvs 就能實現浪湧保護的要求。當 rs-485 匯流排與電力線 （例如 220vac）搭接短路時。a/b 線上的 pptc 可以提供短路保護。 但這種傳統方式有問題需要考慮：
1：gdt 浪湧擊穿電壓較高，這就意味著後面的電阻值比較大。這可能會導致傳輸距離降低。
2：tvs 的漏電流較大，以 smbj6.0ca 來講大致在 800ua 左右。這樣會影響點對點通訊的可靠性。
3：pptc 的響應速度較慢，因此在電力搭接時，可能會造成 tvs 被交流擊穿電表 rs-485 介面保護。
因此綜上所述，是否有更好的 rs-485 防雷保護方案呢？ 這裡，我們提出了自己的一種方案來滿足更高可靠性的要求。
眾所周知，tvs 是半導體保護器件，具有響應速度快，可靠性高的優點。但它是 clamping 保護模式。其殘壓會比較高 而我們的 sidactor 作為半導體器件同樣具有響應速度快，可靠性高的優點。但它是 crowbar 保護模式。其導通以後保持電壓低，同時還具有抗浪湧能力強，耐搭接能力強等特點。 請看下圖所示的 tvs 與 sidactor 的工作模式。
sidactor簡介： 雙向順態過電壓保護器。sidactor是一種帶負阻或正阻特性的新型浪湧吸收器，擊穿電壓為27～540v，導通電壓僅3～4v，可通過的浪湧電流為50～100a。與氣體放電管、tvs和mov等其它型別的瞬態電壓保護器比較，sidactor具有導通阻抗和開通電壓低、響應速度快、電流通量大及可靠性高等特點。因此，它是一種全能的電壓保護器件。
sidactor工作原理：sidac是一種二端半導體器件，其內部結構與雙向閘流體十分相似，但是沒有觸發門極，是電壓自觸發器件。sidac的工作狀態如同乙個開關。當電壓低於斷態峰值電壓vdrm時，其漏電流idrm極小(小於微安量級)，為斷開狀態。當電壓超過其擊穿電壓vbo時，產生瞬間雪崩效應。該雪崩電流一旦超過開關電流is，即進入雪崩倍增，器件的阻抗驟然減小，電壓降為導通電壓（v<1.5v)。此時，sidac進入導通狀態，允許通過大的通態電流(0.7-2安培，rms值)。當電流降到最小維持電流ih值之下時，sidac恢復到其斷開狀態。它又稱為半導體放電管，俗名：固體放電管 (上海雷卯），它用於通訊防雷保護的不可缺少的器件。
1、rs232口防護電路設計參考
rs232口在通訊裝置上作為除錯用介面、板間通訊介面和監控訊號介面，傳輸距離不超過15公尺。除錯用介面使用比較頻繁，經常帶電拔插，因此介面會受到過電壓、過電流的衝擊，若不進行保護，很容易將介面晶元損壞。常用防護電路如圖所示。
公司採用的rs232介面晶元的輸出電壓不超過±15v，對介面收發訊號線的保護可以選用雙向瞬態抑制二極體esda14v2l（90pf），限流電阻選100 歐姆，但當產品目標包括北美市場時，防護器件推薦選用1.5smc18ca，它可以滿足nebs認證的需求。用於板間通訊的rs232介面電路可以不用防護電路設計，但其他場合應考慮在介面側輸入和輸出管腳上採用防護電路。
2、rs422 或 rs485口防雷電路設計參考
2.1 室外走線rs422&rs485口防雷電路
當訊號線走線較長，可能出戶外時，埠的防護等級要求較高，此時可採用下圖的防護電路。
圖a
圖b1）g1為三極氣體放電管3r097cxa，主要起共模保護；
2）r1、r2為2w/4.7歐姆電阻，阻值在不影響訊號傳輸質量的情況下可以再取大一些；
3）整流橋四周和對地共六個二極體為快恢復二極體murs120t3，整流橋中間為tvs管sm6t6v8a，起後級的共模和差模保護的作用。當被保護埠的訊號速率不高時也可以採用圖b中的電路。
2.2室內走線rs422&rs485口防雷電路
當介面用於小於10公尺的框間通訊時，可根據需要確定是否加防護電路，分別給出了該使用條件下埠常用的單點和多點防護電路。
上圖為室內走線rs422&rs485口單點防護電路
上圖為室內走線rs422&rs485口一點對多點防護電路 。
採用的rs422和rs485介面晶元的輸出電壓不超過±5v，對介面收發訊號線的保護可以選用瞬態抑制二極體psot05c等，輸出端限流電阻選33歐姆（1/4w）。
rs232串列埠防雷電路 RS232與RS485
rs232介面是1970年由美國電子工業協會 eia 聯合貝爾系統 數據機廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於序列通訊的標準。它的全名是 資料終端裝置 dte 和資料通訊裝置 dce 之間序列二進位制資料交換接 術標準 該標準規定採用乙個25個腳的db25聯結器，對聯結器的每個引腳的訊號內容加以規...
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RS232串列埠通訊詳解
rs232串列埠通訊詳解 引腳定義,電氣特性,傳輸格式,接收過程,微控制器晶振,rs485,rs422 轉 2010 03 13 15 47 串列埠是計算機上一種非常通用的裝置通訊協議。串列埠的引腳定義 9芯訊號方向來自 縮寫描述 1數據機 cd載波檢測 2數據機 rxd接收資料3pc txd傳送資...