概述

RS-232 接口是最早的串行接口标准，在工业设备、通信设备等领域中短距离（<15M），较低波特率串行通信当中得到了广泛应用。在复杂电磁环境中常常面临静电放电（ESD）、浪涌（Surge）等电气过应力（EOS）的威胁。因此，设计一套有效的 RS-232 接口静电和浪涌保护方案 对于设备的稳定性和可靠性至关重要。

测试标准

  • 静电放电（ESD）：IEC 61000-4-2 ±15kV（空气），±8kV（接触）
  • 浪涌（Surge）：IEC 61000-4-5 ±1kV（差模），±2kV（共模）
  • EFT（电快速瞬变）：IEC 61000-4-4 ±1kV~±4kV

保护电路设计原则

  • 共模与差模保护兼顾
  • 不影响通信信号完整性（RS-232电平最高可达±15V）
  • 低电容、快速响应的防护器件
  • 防护路径要短、接地要良好

防护电路图

RS232接口静电和浪涌保护方案-接口保护方案-浪涌保护-静电保护-RS485浪涌保护-RS485静电保护-HDMI静电保护-USB静电保护-VGA静电保护-POE浪涌保护

推荐器件及说明

1、GDT

GDT推荐使用SG3D05B090系列气体放电管产品，是一种以陶瓷为绝缘外壳、内部充有惰性气体（如氩、氖）的过压保护器件。具有更高的机械强度、绝缘性能和稳定性，广泛用于浪涌保护、电信接口、工业控制等场景。

1.1、SG3D05B090系列气体放电管数据手册

SG3D05B090-陶瓷放电管-GDT-数据手册下载

1.2、如需了解更多SG3D05B090系列气体放电管特性、电性参数以及应用领域等相关信息，可以访问https://semiware.com/power-gas-discharge/sg3d05b090/

2、TVS1/TVS2/TVS3

TVS1推荐使用SVB60B30系列双向TVS二极管产品，TVS2/TVS3推荐使用SVB60B30系列双向TVS二极管产品。产品均采用SMB封装、额定功率600W、具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。是一种用于保护电子电路免受瞬态过电压（如静电放电、浪涌、EFT等）损害的器件。它可以在极短时间内将过电压钳位在安全范围内，并将瞬态电流导入地线。

2.1、SVB60B30系列TVS二极管数据手册

SVB60B30-双向TVS管-数据手册-Datasheet下载

2.2、SVB60B18系列TVS二极管数据手册

SVB60B18-双向TVS管-数据手册-Datasheet下载

2.3、如需了解更多SVB60B18系列TVS二极管特性、电性参数以及应用领域等相关信息，可以访问如下：

SVB60B18系列TVS二极管产品详情：https://semiware.com/product-tvs-diode/svb60b18/

SVB60B30系列TVS二极管产品详情：https://semiware.com/product-tvs-diode/svb60b30/

3、PTC1/PTC2

PTC1/PTC2推荐使用SMD1812-014系列自恢复保险丝产品，是一种遇过流时阻值迅速增大、切断电流通路，故障解除后又能自动恢复正常导通状态的过流保护器件。广泛用于USB、电池保护、通信线路、工业控制等场景。

3.1、SMD1812-014系列自恢复保险丝电性参数表

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3.2、如需了解更多SMD1812-014系列自恢复保险丝特性、电性参数以及应用领域等相关信息，可以访问具体产品详情https://semiware.com/product-pptc/smd1812-014/

整机设计注意事项

  • RS-232接口应靠近PCB边缘，避免过长走线
  • 接地面大而连续，保护器件应尽量靠近接口端
  • 避免高阻抗节点暴露于外部
  • 保护器件之间走线要对称、短、粗

了解更多

如需要了解更多该方案的详细信息，请与我们的工程师团队联系，或者访问具体参考设计页面：https://semiware.com/reference-designs/rs232-esd-surge/；您在设计方案的过程中，也可以提供更多信息（如工作电压、接口种类、是否接地等），我们可以按照您的要求进行方案设计及测试环境搭建。