Confusión sobre el cableado TVS con RS-485

Question

Actualmente estoy estudiando cómo asegurar mis conexiones RS-485 contra ESD. Mi comprensión actual es que un diodo TVS se pone entre la línea de datos y GND, de modo que cualquier descarga se cortocircuita a tierra inmediatamente, sin pasar por otros dispositivos (a veces también contra +5V [>USB], todavía no estoy seguro de cómo se supone que funciona o dónde buscarlo).

Ahora he encontrado algunas fuentes que también ponen un diodo TVS entre las dos líneas de datos ( Protección de RS-485 por TI ), otros que no lo hacen y uno incluso omite completamente el TVS de tierra ( TI de nuevo ).

Así que aparentemente no entiendo completamente cómo se supone que funciona y lo que el TVS entre las dos líneas de datos trata de lograr y busco la iluminación para que no pueda freír mi circuito por accidente. El primer documento lo explica de una manera que no entiendo completamente y el segundo no explica la razón en absoluto (o estoy demasiado ciego para encontrarlo).

Answer 1

El TVS entre cada línea y la tierra limita la distancia que puede tener cada línea con respecto a la tierra (sujeta la tensión de modo común). El TVS entre las líneas evita que éstas se alejen demasiado entre sí (sujeta la tensión diferencial).

En cierto modo, el TVS de cada línea a tierra impide indirectamente que cada línea se aleje demasiado de la otra. Pero si el límite de modo común de las líneas es mayor que el límite diferencial, entonces los diodos TVS que están dimensionados para limitar la diferencia de línea a tierra no protegerán contra la superación del límite diferencial.

Answer 2

El objetivo de cualquier diseño de ESD es derivar la corriente no deseada de vuelta a la fuente o a tierra. Si se produce un evento de ESD en los cables RS485, lo mejor sería derivarlo a tierra, que en la mayoría de los diseños es a través de la tierra de la PCB, y luego a la tierra del chasis.

Dado que el RS485 es diferencial, si hay diodos TVS a tierra en ambas líneas, cualquier ruido de modo común será eliminado. El siguiente diagrama muestra una configuración de diodos TVS a tierra.

Fuente: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8229-D.PDF

En entornos ruidosos, puede ser mejor utilizar un RS485 apantallado.

Answer 3

 No entiendo completamente cómo se supone que funciona y qué el TVS entre las dos líneas de datos trata de lograr

Los diodos TVS conducen en condiciones de polarización inversa y sólo cuando el voltaje a través de ellos cruza cierto umbral (10V, 18V lo que sea, dependiendo del número de parte). La tensión nominal debe ser definitivamente superior a la tensión máxima prevista en el bus (a través de las líneas de señal).

Si la tensión relativa de las líneas de señal es inferior a la tensión nominal del diodo, el TVS estará en estado de no conducción.