RS485接口EMC電路設計方案!
更新時(shí)間:2021-04-08 點(diǎn)擊次數:793
RS485用于設備與計算機或其它設備之間通訊,在產(chǎn)品應用中其走線(xiàn)多與電源、功率信號等混合在一起,存在EMC隱患。本方案從EMC原理上,進(jìn)行了相關(guān)的抑制干擾和抗敏感度的設計,從設計層次解決EMC問(wèn)題。L1為共模電感,共模電感能夠對衰減共模干擾,對單板內部的干擾以及外部的干擾都能抑制,能提高產(chǎn)品的抗干擾能力,同時(shí)也能減小通過(guò)429信號線(xiàn)對外的輻射,共模電感阻抗選擇范圍為120Ω/100MHz ~2200Ω/100MHz,典型值選取1000Ω/100MHz;C1、C2為濾波電容,給干擾提供低阻抗的回流路徑,能有效減小對外的共模電流以同時(shí)對外界干擾能夠濾波;電容容值選取范圍為22PF~1000pF,典型值選取100pF;若信號線(xiàn)對金屬外殼有絕緣耐壓要求,那么差分線(xiàn)對地的兩個(gè)濾波電容需要考慮耐壓;當電路上有多個(gè)節點(diǎn)時(shí)要考慮降低或去掉濾波電容的值。C3為接口地和數字地之間的跨接電容,典型取值為1000pF, C3容值可根據測試情況進(jìn)行調整;為了達到IEC61000-4-5或GB17626.5標準,共模6KV,差模2KV的防雷測試要求,D4為三端氣體放電管組成第.一.級防護電路,用于抑制線(xiàn)路上的共模以及差模浪涌干擾,防止干擾通過(guò)信號線(xiàn)影響下一級電路;氣體放電管標稱(chēng)電壓VBRW要求大于13V,峰值電流IPP要求大于等于143A;PTC1、PTC2為熱敏電阻組成第二級防護電路,典型取值為10Ω/2W;為保證氣體放電管能順利的導通,泄放大能量必須增加此電阻進(jìn)行分壓,確保大部分能量通過(guò)氣體放電管走掉; D1~D3為T(mén)SS管(半導體放電管)組成第三級防護電路,TSS管標稱(chēng)電壓VBRW要求大于8V,峰值電流IPP要求大于等于143A;峰值功率WPP要求大于等于1144W;如果設備為金屬外殼,同時(shí)單板可以獨立的劃分出接口地,那么金屬外殼與接口地直接電氣連接,且單板地與接口地通過(guò)1000pF電容相連;如果設備為非金屬外殼,那么接口地PGND與單板數字地GND直接電氣連接。(1)防護器件及濾波器件要靠近接口位置處擺放且要求擺放緊湊整齊,按照先防護后濾波的規則,走線(xiàn)時(shí)要盡量避免走線(xiàn)曲折的情況;(1)接口及接口濾波防護電路周邊不能走線(xiàn)且不能放置高速或敏感的器件;(2) 隔離帶下面投影層要做掏空處理,禁止走線(xiàn)。(1)為了抑制內部單板噪聲通過(guò)RS485接口向外傳導輻射,也為了增強單板對外部干擾的抗擾能力,在RS485接口處增加濾波器件進(jìn)行抑制,以濾波器件位置大小為界,劃分出接口地;(2)隔離帶中可以選擇性的增加電容作為兩者地之間的連接,電容C4、C5取值建議為1000pF,信號線(xiàn)上串聯(lián)共模電感CM與電容濾波,并與接口地并聯(lián)GDT和TVS管進(jìn)行防護;且所有防護器件都靠近接口放置,共模電感CM置于隔離帶內,具體布局如圖示。(1)當接口與單板存在相容性較差或不相容的電路時(shí),需要在接口與單板之間進(jìn)行“分地”處理,即根據不同的端口電壓、電平信號和傳輸速率來(lái)分別設置地線(xiàn)。“分地”,可以防止不相容電路的回流信號的疊加,防止公共地線(xiàn)阻抗耦合;(2)“分地”現象會(huì )導致回流信號跨越隔離帶時(shí)阻抗變大,從而引起極.大.的EMC風(fēng)險,因此在隔離帶間通過(guò)電容來(lái)給信號提供回流路徑。