EMC測試中，RS485接口(kǒu)的(de)電(diàn)路(lù)設計(jì)方(fāng)案(àn)有(yǒu)哪些？

一(yī)、原理(lǐ)图(tú)1.  RS485接口(kǒu)6KV防雷(léi)電(diàn)路(lù)設計(jì)方(fāng)案(àn)

接口(kǒu)電(diàn)路(lù)設計(jì)概述：

RS485用(yòng)于(yú)設備與(yǔ)計(jì)算機(jī)或(huò)其(qí)他(tā)設備之(zhī)間(jiān)的(de)通信(xìn)，在(zài)産品应用(yòng)中，其(qí)多(duō)線(xiàn)和(hé)電(diàn)源.功率信(xìn)号(hào)等混合在(zài)一(yī)起(qǐ)，存在(zài)EMC隐患。本(běn)方(fāng)案(àn)從EMC測試原則上(shàng)，設計(jì)了(le)相關(guān)的(de)抑制干擾和(hé)抗敏感(gǎn)性(xìng)，從設計(jì)层(céng)面(miàn)解(jiě)決電(diàn)磁兼容測試問(wèn)題(tí)。

2.電(diàn)路(lù)EMC設計(jì)说明：

(1)電(diàn)路(lù)濾波(bō)設計(jì)要(yào)點(diǎn):

L1为(wèi)共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)，可(kě)抑制單闆內(nèi)外(wài)干擾，提(tí)高(gāo)産品的(de)抗干擾能(néng)力，減少(shǎo)429信(xìn)号(hào)線(xiàn)对(duì)外(wài)輻射，共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)阻抗選择範圍为(wèi)120Ω/100MHz~2200Ω/100MHz，典型值選取(qǔ)1000Ω/100MHz；

C1.C2为(wèi)濾波(bō)電(diàn)容，为(wèi)干擾提(tí)供低(dī)阻抗回(huí)流路(lù)徑，可(kě)有(yǒu)效降低(dī)外(wài)部(bù)共(gòng)模電(diàn)流，同(tóng)时(shí)过(guò)濾外(wài)部(bù)干擾；電(diàn)容值選择範圍为(wèi)22PF~1000pF，典型值選取(qǔ)100pF；如(rú)果(guǒ)信(xìn)号(hào)線(xiàn)对(duì)金(jīn)屬外(wài)殼(ké)有(yǒu)絕緣耐壓要(yào)求，則需要(yào)考慮差分(fēn)線(xiàn)对(duì)地(dì)两(liǎng)个濾波(bō)電(diàn)容的(de)耐壓性(xìng)；

當電(diàn)路(lù)上(shàng)有(yǒu)多(duō)个节(jié)點(diǎn)时(shí)，应考慮降低(dī)或(huò)去(qù)除濾波(bō)電(diàn)容值。C3是(shì)接口(kǒu)地(dì)與(yǔ)數字(zì)地(dì)之(zhī)間(jiān)的(de)跨接電(diàn)容，典型值为(wèi)1万(wàn)pF，C3容值可(kě)根(gēn)據(jù)測試情(qíng)況進(jìn)行調整；

(2)電(diàn)路(lù)防雷(léi)設計(jì)要(yào)點(diǎn)：

在(zài)EMC測試中，为(wèi)了(le)达(dá)到(dào)IEC61000-4-5或(huò)GB17626.5标(biāo)準，共(gòng)模6KV，差模2KV防雷(léi)試验(yàn)要(yào)求，D四(sì)是(shì)三(sān)端气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)形成(chéng)一(yī)級保護電(diàn)路(lù)，抑制線(xiàn)路(lù)上(shàng)的(de)共(gòng)模和(hé)差模浪湧干擾，防止干擾通过(guò)信(xìn)号(hào)線(xiàn)影響下(xià)一(yī)級電(diàn)路(lù)；

气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)标(biāo)稱電(diàn)壓VBRW要(yào)求大(dà)于(yú)13V，峰(fēng)值電(diàn)流IPP要(yào)求大(dà)于(yú)等于(yú)143A；

峰(fēng)值功率WPP要(yào)求大(dà)于(yú)等于(yú)185999W；

PTC1.PTC2为(wèi)热(rè)敏電(diàn)阻形成(chéng)二次(cì)保護電(diàn)路(lù)，典型值为(wèi)10Ω/2W；

为(wèi)了(le)保證气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)的(de)順利導通，必須增加該電(diàn)阻進(jìn)行分(fēn)壓，以(yǐ)确保大(dà)部(bù)分(fēn)能(néng)量(liàng)通过(guò)气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)消除；

D1~D3为(wèi)TSS管(guǎn)(半導體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn))形成(chéng)第(dì)三(sān)級防護電(diàn)路(lù)，TSS管(guǎn)标(biāo)稱電(diàn)壓VBRW要(yào)求大(dà)于(yú)8V，峰(fēng)值電(diàn)流IPP要(yào)求大(dà)于(yú)等于(yú)143A；峰(fēng)值功率WPP要(yào)求大(dà)于(yú)等于(yú)114444W；

3.接口(kǒu)電(diàn)路(lù)設計(jì)注：

如(rú)果(guǒ)設備是(shì)金(jīn)屬外(wài)殼(ké)，單闆可(kě)以(yǐ)獨立劃(huà)分(fēn)接口(kǒu)地(dì)面(miàn)，則金(jīn)屬外(wài)殼(ké)與(yǔ)接口(kǒu)地(dì)面(miàn)直(zhí)接電(diàn)气(qì)连接，單闆地(dì)面(miàn)與(yǔ)接口(kǒu)地(dì)面(miàn)通过(guò)1万(wàn)pF電(diàn)容相连；

如(rú)果(guǒ)設備为(wèi)非(fēi)金(jīn)屬外(wài)殼(ké)，則接口(kǒu)接地(dì)PGND與(yǔ)單闆數字(zì)地(dì)GND直(zhí)接電(diàn)气(qì)连接。

二.PCB設計(jì)

RS485接口(kǒu)電(diàn)路(lù)布(bù)局

图(tú)1  RS485接口(kǒu)濾波(bō)及(jí)防護電(diàn)路(lù)布(bù)局

方(fāng)案(àn)特(tè)點(diǎn)：

（1）保護器件(jiàn)和(hé)濾波(bō)器件(jiàn)应放(fàng)置在(zài)接口(kǒu)附近(jìn)，要(yào)求紧湊整齊。根(gēn)據(jù)先(xiān)保護後(hòu)濾波(bō)的(de)規則，盡量(liàng)避免線(xiàn)路(lù)曲(qū)折；

（2）共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)和(hé)跨接電(diàn)容应放(fàng)置在(zài)隔離带中。

方(fāng)案(àn)分(fēn)析：

（1）接口(kǒu)及(jí)接口(kǒu)濾波(bō)保護電(diàn)路(lù)周圍不(bù)能(néng)接線(xiàn)，不(bù)能(néng)放(fàng)置高(gāo)速或(huò)敏感(gǎn)器件(jiàn)；

（2）隔離带下(xià)的(de)投影层(céng)应清(qīng)空，禁止接線(xiàn)。

2.RS485接口(kǒu)電(diàn)路(lù)分(fēn)離設計(jì)

图(tú)2.RS485接口(kǒu)電(diàn)路(lù)分(fēn)地(dì)設計(jì)布(bù)局

方(fāng)案(àn)特(tè)點(diǎn)：

(1)抑制內(nèi)部(bù)單闆噪聲通过(guò)RS485接口(kǒu)向外(wài)傳導輻射，也(yě)为(wèi)了(le)增強(qiáng)單闆对(duì)外(wài)部(bù)干擾的(de)抗擾能(néng)力，在(zài)RS在(zài)485接口(kǒu)處(chù)增加濾波(bō)器件(jiàn)進(jìn)行抑制，以(yǐ)濾波(bō)器件(jiàn)的(de)位(wèi)置为(wèi)界，劃(huà)分(fēn)出(chū)接口(kǒu)地(dì)；

(2)隔離带可(kě)選择性(xìng)地(dì)增加電(diàn)容作(zuò)为(wèi)两(liǎng)地(dì)之(zhī)間(jiān)的(de)连接，電(diàn)容C4.C5取(qǔ)值建議为(wèi)1000pF，在(zài)線(xiàn)串聯共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)CM與(yǔ)電(diàn)容波(bō)與(yǔ)接口(kǒu)地(dì)並(bìng)聯GDT和(hé)TVS管(guǎn)道(dào)保護；所(suǒ)有(yǒu)保護装置放(fàng)置在(zài)接口(kǒu)附近(jìn)，共(gòng)模電(diàn)感(gǎn)CM放(fàng)置在(zài)隔離带內(nèi)，具體(tǐ)布(bù)局如(rú)图(tú)所(suǒ)示。

方(fāng)案(àn)分(fēn)析：

（1）當接口(kǒu)與(yǔ)單闆之(zhī)間(jiān)存在(zài)相容性(xìng)差或(huò)不(bù)相容的(de)電(diàn)路(lù)时(shí)，需要(yào)在(zài)接口(kǒu)與(yǔ)單闆之(zhī)間(jiān)進(jìn)行“分(fēn)地(dì)”處(chù)理(lǐ)，即根(gēn)據(jù)不(bù)同(tóng)的(de)端口(kǒu)電(diàn)壓進(jìn)行處(chù)理(lǐ).分(fēn)别設置電(diàn)平信(xìn)号(hào)和(hé)傳輸速率。“分(fēn)地(dì)”，可(kě)防止不(bù)相容電(diàn)路(lù)回(huí)流信(xìn)号(hào)疊加，防止公(gōng)共(gòng)地(dì)線(xiàn)阻抗耦合；

（2）“分(fēn)地(dì)”这(zhè)種(zhǒng)現(xiàn)象(xiàng)会(huì)導致(zhì)回(huí)流信(xìn)号(hào)跨越隔離带时(shí)阻抗增大(dà)，從而(ér)導致(zhì)很大(dà)EMC測試风險，因(yīn)此(cǐ)，隔離带間(jiān)通过(guò)電(diàn)容器为(wèi)信(xìn)号(hào)提(tí)供回(huí)流路(lù)徑。