在工业环境中，每种设备通常都有许多人机接口和通信接口。然而，由于工业产品的特殊应用情况，设备的端口容易受到雷电浪涌、静电放电等电磁问题造成的端口损坏。因此，本文推荐几种常见的工业设备端口保护方案，以帮助工程师保护工业设备端口。
RS-485端口6KV1.2/50us浪涌防护
RS-485总线标准是工业设备中使用最广泛的物理层协议之一，可用于过程控制网络、工业自动化、远程终端、楼宇自动化和安全系统。RS-485的主要特点：支持长距离传输，可达4000英尺；双向信号差分传输提高了信号的噪声抑制能力，允许多台发射机和接收机连接在一条总线上，信号传输在-7V~ 12V的宽范围内。
从RS-485的电气性能参数来看，高浪涌保护等级的典型解决方案是两级保护，其中第一级可以用TE的GTCS25-900M-R05旁路大部分雷电流，中间用TRF250-120作为第一、二级保护的耦合装置；在二级保护中，可以使用箝位电压更精确的TVS或crowbar模式的晶闸管，将浪涌电压的剩余电压降至最低范围。图1是TE应用于RS-485端口的典型应用解决方案。
图1:RS-485端口的典型浪涌保护解决方案
RJ45/POE端口的浪涌防护
RJ45/POE端口广泛应用于安防、视频监控、智能电网等工业系统，用于通过总线实现数据和视频传输、流量控制和供电。由于工业以太网的工作环境恶劣，RJ45/POE端口的电磁兼容雷电浪涌保护至关重要，客户通常会接触到交换机以太网端口高达4KV甚至更高的6KV10/700us雷电浪涌保护能力。基于如此高的端口浪涌保护要求，基于1000 RJ45/POE端口的TE典型解决方案如图2所示，可实现高达6KV的10/700us浪涌保护能力。
图2:典型的POE1000M以太网浪涌保护方案
RJ11电话端口的浪涌防护
RJ11接口通常用于POS机、自动柜员机系统和安全系统，用于拨号互联网接入、设备之间或设备与主机之间的数据通信。RJ11接口的浪涌保护不同于RS-485接口。由于RJ11 Tip和Ring信号线存在振铃电压，振铃信号的最大电压可能超过100伏，因此要求过保护元件的最小关断电压应高于振铃信号的最大值，以保证设备的正常运行。图3所示方案满足电话线浪涌保护和电力线冲击试验的要求。
图3:3:RJ11港典型浪涌电力线冲突解决方案
USB端口的静电防护
随着各种设备功能的日益强大，人机界面的种类越来越丰富和完善，USB端口逐渐成为越来越多设备的必备端口。如PLC、DCS系统、安防系统、视频监控系统等。与其他通信端口不同，USB端口没有浪涌过电压和过电流造成损坏的危险，但支持热插拔和频繁操作，使其经常面临静电放电风险。IEC61000-4-2定义了静电放电的测试等级和测试方法。一般消费类电子产品的ESD防护要求为8KV，TESESD系列产品采用DFN封装，是行业主流。从0201和0402单通道产品到1004四通道阵列产品，它们可以支持高达20KV的接触放电，以满足工业产品的高可靠性要求。图4是基于TESESD0402X1UN-0020-090的USB2.0静电防护解决方案。
图4:4:USB 2.0的典型保护方案