RS-485 接口的共模与差模，TVS 与放电管怎么分工才不误动作

RS-485 的两根线在机柜里走几十米，共模电压先到，差模信号后到。把一只双向 TVS 跨在 A、B 之间，看似把两根线都护住了，实际上共模电流没有出口，只能从收发器的衬底找路；反过来只做对地不做线间，雷击感应又会把 A、B 之间的电位差推到几十伏。

直接答案

对地做共模，用一只三极放电管或两只对地 TVS 加一只线间 TVS；线间做差模，用一只低容双向器件跨 A、B。共模器件的钳位要按收发器共模范围加隔离耐压取，差模器件按差分摆幅取。两者的地要接在接口地上，隔离型收发器接隔离侧地。

先分清是哪一种电压

共模电压是 A、B 同时相对接口地的偏移，来源是长线缆上的感应与地电位差；差模电压是 A 与 B 之间的差，来源是信号本身与线间耦合。两种电压对器件的选择完全不同：共模器件要能承受持续的工频偏移与瞬态大能量，反向工作电压按共模范围取，常取十几伏到几十伏；差模器件的反向工作电压只要略高于差分摆幅，取 5 V 到 12 V 档，重点是结电容与对称性。

三只器件怎么排

工程上有两种常见排法：一是三极放电管把 A、B 与地做在一起，共模与差模一次覆盖，优点是器件少、能量大，缺点是放电管的结电容与点火电压离散大，低速率可以，高速率会拖信号；二是两只对地 TVS 加一只线间 TVS，共模与差模分开，参数各自优化，缺点是器件多、布局要求高。选哪一种取决于速率与线缆环境：115.2 kbps 以下用放电管方案足够，几兆比特的场合要用分开的方案。

• 共模器件按共模范围取耐压：不是按差分摆幅，取低了正常通信就漏电。
• 差模器件按对称性挑：一只双向器件跨 A、B，比两只单向背靠背更对称。
• 隔离侧地单独走：器件地不跨到一次侧，否则隔离屏障被旁路。

误动作多半来自参数取错

最常见的误动作是通信丢包而不是器件损坏：共模器件的反向工作电压取得太低，正常共模偏移就让器件进入击穿边缘，漏电随温度上升，接收端判定电平漂移；或者线间器件的结电容太大，在长线缆的电容之上再加一份，边沿变缓，采样点偏移。这两种都能在示波器上看到：前者是差分波形整体上移，后者是边沿时间变长。

测试与复测的顺序

1. 先测共模：把 A、B 短接到一起对地打 ±1 kV 接触放电，看收发器是否损坏，验证对地路径。
2. 再测差模：A 与 B 之间按同样等级放电，看线间器件是否动作、通信是否中断。
3. 然后测浪涌：按 8/20 µs 从 500 V 起逐级加，观察放电管点火与 TVS 残压。
4. 最后做通信复测：满载轮询跑一小时，统计误码与重传，与改前数据对比。

常见问题

A、B 之间能不能只放一只双向 TVS？

差模够用，共模没有出口。共模电流会从收发器的输入级流向地，那条路径的耐压远低于器件，打几次就坏。共模必须单独做。

隔离型收发器还要不要做共模保护？

要，但器件的参考地换成隔离侧地。隔离屏障只隔直流与低频，纳秒级共模瞬态仍会通过隔离电容耦合过去，器件要放在隔离侧靠连接器一端。

资料来源

• IEC 61000-4-2:2025 官方页面
• IEC 61000-4-5:2014+A1:2017 官方页面
• ASIM ESD5D150TA Rev2.4 规格书
• ASIM ESD 产品分类页

资料核对日期：2026-11-12。选型和整改结论应以完整型号、规格书版本、目标板版本、试验条件和复测记录为准。