TVS/ESD二极管 保护EIA RS-232串行通信接口免受浪涌静电威胁

 

RS-232标准接口，又称为EIA RS-232，是常用的串行通信接口标准之一，通常应用于距离较短的点对点通信。在实际应用中，RS-232接口在通信设备上作为调试接口、板间通信接口和监控信号接口时，一般传输距离比较短，不超过15米。调试用接口使用比较频繁， 经常带电插拔，因此RS-232接口容易收到过电压、过电流、ESD静电放电的冲击；做短距离传输连接使用，有时会感应到雷击强电磁干扰，若不采取保护措施，很容易导致RS-232接口芯片损坏。接下来，高品质电路保护器件厂商及电路保护解决方案服务商东沃电子（DOWOSEMI）针对RS-232传输接口浪涌过压静电放电问题进行了全方位保护方案设计。

 

RS-232板内TTL传输接口浪涌静电保护方案

 

RS-232接口多用于计算机与设备之间的通讯，用于数据监控及调试。在应用的过程中经常容易带电插拔（如USB转串口设备）造成静电浪涌，同时通讯电缆也容易耦合外部的干扰对信号传输造成一定的影响，上述因素很容易造成单板内部通信接口芯片的损坏。因此，有必要对UART传输的TTL接口电路进行防护，保障板内MCU和232通信芯片的工作安全。东沃RS-232板内TTL传输接口浪涌静电保护方案设计图如下所示：

 

从方案图中可知，电源部分浪涌防护，东沃电子技术推荐选用ESD二极管SD05C，最大浪涌电流峰值可达30A，低钳位电压特点，能保障MCU工作在安全电压范围，符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV（空气）和±30kV（接触）标准。传输信号线静电放电防护，推荐选用ESD静电保护器件DW05DLC-B-S，工作电压5V，结电容低至1pF，能保证MCU与接口芯片的高速信号传输，符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV（空气）和±30kV（接触）标准。

 

RS-232传输接口浪涌静电保护方案（TVS）

 

从东沃RS-232传输接口浪涌静电保护方案（TVS）图中可知，一级防护中，东沃电子技术推荐选用三端陶瓷气体放电管（GDT）3R90A-TP1，中间选用自恢复保险丝DWP60-030F作过流保护。RS-232接口芯片输出电压一般为±9V，不会超过±12V，所以在RS-232传输接口二级防护上，推荐选用TVS二极管SMBJ18CA做共模、SMBJ30CA做差模保护方案。本方案由于TVS二极管结电容比较大，适合传输波特率低于9600b/s的应用场景。保护等级：1.2/50us 4KV、10/700us 6KV、8/20us 3KA。

 

RS-232传输接口浪涌静电保护方案（ESD）

 

从东沃RS-232传输接口浪涌静电保护方案（ESD）图中可知，一级防护中，东沃电子技术还是推荐选用三端陶瓷气体放电管（GDT）3R90A-TP1，中间选用自恢复保险丝DWP60-030F作过流保护。二级静电放电防护中，推荐选用ESD二极管DW15M2T-B-S，RS-232接口专用静电保护器件。DW15M2T-B-S工作电压15V，SOT-23封装，具有低钳位、低结电容特点，符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV（空气）和±30kV（接触）标准。本方案适合对传输波特率要求较高场合的应用场景。保护等级：1.2/50us 4KV、10/700us 6KV、8/20us 2KA。

 

以上东沃RS-232传输接口浪涌过压静电放电保护经典方案，如有特殊需求，欢迎前来探讨。浪涌静电防护方案，找东沃电子，电路保护不迷路！方案中选用到的ESD二极管SD05C、DW05DLC-B-S、DW15M2T-B-S、陶瓷气体放电管3R90A-TP1、自恢复保险丝DWP60-030F、TVS二极管SMBJ18CA、SMBJ30CA，东沃电子已全面量产、品质稳定、高可靠性、交期迅速、厂家价格、免费样品、免费EMC测试、免费选型！