智能电网是目前全世界重要的节能减碳政策之一，其中具有可长距离通讯的RS485网络，是智能电网中关键的传输接口。RS-485传输线一般架在室外或沿电缆铺设，因而常发生因雷击在传输线上引起瞬变干扰而损坏器件的情况。

此外，RS-485网络一般采用Party-Line(或总线)结构，即一条总线连接数十至数百个RS485收发器，雷击浪涌产生的电压突波可能会导致传输线上数百个RS-485收发器的损坏。因此，任何电压突波保护措施都是RS-485实际使用中必须考虑的问题，也是提高系统可靠性及安全性的重要措施。凭借在ESD领域的专业设计经验，$晶焱科技推出具有IEC61000-4-5 (8/20μs) ±30A雷击功能的RS485收发器(AZRS3082)，该产品是目前市面上雷击保护功能最强大的RS485收发器之一。

强大的ESD保护功能

在传统的RS485收发器中，为符合DL/T 645的标准，传输线接口A、B两端会有HBM 15kV的规格，但在实际应用中，这样的防护是不够的。因此目前常用的解决方法是在RS-485收发器外部加上瞬变电压抑制二极管(TVS)来防止电压突波，但普通的TVS很难做到大功率，在雷击浪涌到来时，瞬间大能量会直接损坏TVS，尤其是集成到芯片中的TVS更加脆弱，因此在设计时仍需要外加雷击浪涌保护组件。

目前外加的雷击浪涌保护组件包括气体及陶瓷放电管、压敏电阻及TVS三种。放电管的耐电流能力很强，但其反应速度慢，箝制电位也非常高(约为800V左右)，这样的特性使其保护效果大打折扣，常会遇到即使加了放电管，受保护组件仍会损害的情况；压敏电阻的寄生电容大，导通电阻也高，且低电压的压敏电阻漏电流大，也不适合用于RS-485接口保护；传统的利用半导体制作的TVS虽然反应速度极快，但耐高电压、高电流的能力不足，难以抵挡雷击浪涌的冲击。

晶焱科技陈志豪博士指出，“具有强大雷击防护功能的TVS，一般不容易集成到传统CMOS IC中，但晶焱科技凭借ESD专业设计的背景，克服了许多技术瓶颈，终于做到了！”从内置特殊TVS的传输线脉冲(TLP)双向特性(图1)与内置雷击保护收发器的雷击浪涌测试特性比较图(图2)中可以看出：AZRS3082不仅可承受更高的雷击浪涌电流，而且具有更低的雷击箝制电压(Surge Clamping Voltage)，当TVS雷击箝制电压越低，对芯片的保护效果就会越好。

这款内置特殊TVS的RS485收发器也提供系统级静电放电保护，从而使传输线接口A、B端可得到更完整的保护，其RS485传输端A、B的ESD规格为：IEC 61000-4-2，接触模式(Contact Discharge)±30Kv；IEC 61000-4-2，空气放电模式(Air-Gap Discharge)±30kV；IEC 61000-4-4，电子快速脉冲模式EFT (5/50ns)±4.4kV；IEC 61000-4-5，雷击浪涌(8/20μs)±30A。

除了传输端A、B具有完整ESD防护外，AZRS3082还内置整体防护(图3)，人体模型(HBM)静电放电保护更是每个PIN脚均符合DL/T 645标准(JEDEC人体模型HBM 15kV)。除此之外，针对工业级应用的机器放电模式(MM)测试高达800V，这使其在Profibus(工业自动控制)应用中可实现最高的安全性。在芯片自我防护方面，AZRS3082的组件充电模式(CDM)防护能力高达2kV，这使得芯片因工艺环境不良而累积过多电荷时可以增强自我保护作用。在稳定性及可靠性上，AZRS3082具有高达400mA的防闩锁(Latch up)能力，因而可使用在高噪声的环境下。

长距离半双工传输

RS485的传输器TX端是利用差分放大器输出其差分信号到传输端A、B。传输端A、B经由双绞线将信号传送到另一RS485接收器RX端上。RS485信号传收的速度会受到传输距离的限制。当传输的距离越远，信号衰减越为严重，所以传输速度也就越慢。AZRS3082是半双工传输模式，也就是仅利用一条双绞线(总线)就可以实现传送与接收的动作。在同一总线中，AZRS3082可允许最多有256个RS485收发器。AZRS3082传输器TX的差分信号值(VOD=VA-VB)可高达至少2.1V，符合Profibus的应用规格，这使得在一定速度下的传输距离可以达到更远。AZRS3082在接收端RX的设计上，充分考虑了RS485标准及Fail-Safe功能(A、B端误接但安全状态功能)，在不同的共模电压(VCM=-7～12V)下，将接收端RX的临界电压设计在-50mV至-200mV之间，使其符合RS485标准规格同时又可以达到Fail-Safe的要求。

环保节能设计

智能电网的目标是节能减碳，为减少在待机状态下的能源损耗，AZRS3082的关闭电流设计为小于1nA。在电路整体设计上，考虑到电源刚开启时，不让电路有短路电流流过，可利用电路技巧将整体电路先做关闭的动作，电源稳定后再依照指令开启，使得电源的效率达到最高。

AZRS3082芯片中内置强大的雷击功能TVS，是目前晶焱RS485收发器最大的技术突破点。此外，其优越的静态耗电及超低的待机耗电，符合目前节能减碳的环保政策。设计的差分信号值，更使得AZRS3082在相同速度下可以传输得更远。