RS485接口EMC電路設(shè)計方案

1、一、原理圖1. RS485接口 6KV防雷電路設(shè)計方案接口電路設(shè)計概述：RS485用于設(shè)備與計算機或其它設(shè)備之間通訊，在產(chǎn)品應(yīng)用中其走線 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，進行了相關(guān)的抑制干擾和抗敏感度的設(shè)計，從設(shè)計層次解決EMC問題。2 .電路EMC設(shè)計說明：(1)電路濾波設(shè)計要點：L1為共模電感，共模電感能夠?qū)λp共模干擾，對單板內(nèi)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，同時也能減小通過 429信號線對外的輻射，共模電感阻抗選擇范圍為120Q/100MHz2200Q/100MHz,典型值選取 1000 Q/100MHz;C1、C2為濾波

2、電容，給干擾提供低阻抗的回流路徑，能有效減小對外 的共模電流以同時對外界干擾能夠濾波；電容容值選取范圍為 22PF1000pF,典型值選取100pF;若信號線對金屬外殼有絕緣耐壓要求， 那么差分線對地的兩個濾波電容需要考慮耐壓；當(dāng)電路上有多個節(jié)點時要考慮降低或去掉濾波電容的值。C3為接口地和數(shù)字地之間的跨接電容，典型取值為1000pF, C3容值可根據(jù)測試情況進行調(diào)整；(2)電路防雷設(shè)計要點：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，用于抑制線路 上的共模以及差模浪涌干擾，防止干擾通過信號線影響下

3、一級電路；氣體放電管標稱電壓VBRW要求大于13V,峰值電流IPP要求大于等于 143A;峰值功率 WPP要求大于等于 1859W;PTC1、PTC2為熱敏電阻組成第二級防護電路，典型取值為10Q/2W;為保證氣體放電管能順利的導(dǎo)通，泄放大能量必須增加此電阻進行分 壓，確保大部分能量通過氣體放電管走掉；D1D3為TSS管(半導(dǎo)體放電管)組成第三級防護電路，TSS管標稱電壓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;3 .接口電路設(shè)計備注：如果設(shè)備為金屬外殼，同時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

4、地通過1000pF電容相連；如果設(shè)備為非金屬外殼，那么接口地PGND與單板數(shù)字地 GND直接電氣連接。二.PCB設(shè)計1. RS485接口電路布局I圖1 RS485接口濾波及防護電路布局Jt靠近接口端fl擺 放整齊聚湊的防 護及濾波器件兩地之間的 跨接中容外殼地與敵手堪 通過陽帝相迂.接口地111方案特點：(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(guī)則，走線時要盡量避免走線曲折的情況；(2)共模電感與跨接電容要置于隔離帶中。方案分析：(1)接口及接口濾波防護電路周邊不能走線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。2.

5、RS485接口電路分地設(shè)計靠近接口端R擺 放整不喊浜的歷 護及濾波舞件(1)為了抑制內(nèi)部單板噪聲通過 RS485接口向外傳導(dǎo)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(nèi)，具體布局如圖示。方案分析：(1)當(dāng)接口與單板存在相容性較差或不相容的電路時，需要在接口 與單板之間進行 分地”處理，即根據(jù)不同的端口電壓、電平信號和傳輸速 率來分別設(shè)置地線。分地”，可以防止不相容電路