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图文并茂带你学习485接口EMC电路设计方案!夜明
发布时间:2019-10-08

  做过EMC检测的朋友都应该知道,EMC主要是对电路有要求(当然,软件也要考虑一些地方)。我之前一家公司是做医疗器械的,产品各项功能基本没啥问题,但拿到检测中心去做EMC检测,各项指标不合格,只能回家慢慢整改了。

  今天给大家分享485接口的EMC检测,希望对电路设计,及相关软件开发的人员有帮助。

  RS485用于设备与计算机或其它设备之间通讯,在产品应用中其走线多与电源、功率信号等混合在一起,存在EMC隐患。

  本方案从EMC原理上,进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计,从设计层次解决EMC问题。

  L1为共模电感,共模电感能够对衰减共模干扰,对单板内部的干扰以及外部的干扰都能抑制,能提高产品的抗干扰能力,同时也能减小通过429信号线对外的辐射,共模电感阻抗选择范围为120Ω/100MHz ~2200Ω/100MHz,典型值选取1000Ω/100MHz。

  C1、C2为滤波电容,给干扰提供低阻抗的回流路径,能有效减小对外的共模电流以同时对外界干扰能够滤波;电容容值选取范围为22PF~1000pF,典型值选取100pF;若信号线对金属外壳有绝缘耐压要求,那么差分线对地的两个滤波电容需要考虑耐压;

  当电路上有多个节点时要考虑降低或去掉滤波电容的值。C3为接口地和数字地之间的跨接电容,典型取值为1000pF, C3容值可根据测试情况进行调整;

  为了达到IEC61000-4-5或GB17626.5标准,共模6KV,差模2KV的防雷测试要求,D4为三端气体放电管组成第一级防护电路,用于抑制线路上的共模以及差模浪涌干扰,防止干扰通过信号线影响下一级电路;

  气体放电管标称电压VBRW要求大于13V,峰值电流IPP要求大于等于143A,夜明珠预测峰值功率WPP要求大于等于1859W;

  PTC1、PTC2为热敏电阻组成第二级防护电路,典型取值为10Ω/2W;

  为保证气体放电管能顺利的导通,泄放大能量必须增加此电阻进行分压,确保大部分能量通过气体放电管走掉;

  D1~D3为TSS管(半导体放电管)组成第三级防护电路,TSS管标称电压VBRW要求大于8V,峰值电流IPP要求大于等于143A;峰值功率WPP要求大于等于1144W;

  如果设备为金属外壳,同时单板可以独立的划分出接口地,那么金属外壳与接口地直接电气连接,且单板地与接口地通过1000pF电容相连;

  如果设备为非金属外壳,那么接口地PGND与单板数字地GND直接电气连接。

  (1)防护器件及滤波器件要靠近接口位置处摆放且要求摆放紧凑整齐,按照先防护后滤波的规则,走线时要尽量避免走线曲折的情况;

  (1)为了抑制内部单板噪声通过RS485接口向外传导辐射,也为了增强单板对外部干扰的抗扰能力,在RS485接口处增加滤波器件进行抑制,以滤波器件位置大小为界,划分出接口地;

  (1)当接口与单板存在相容性较差或不相容的电路时,需要在接口与单板之间进行“分地”处理,即根据不同的端口电压、电平信号和传输速率来分别设置地线。“分地”,可以防止不相容电路的回流信号的叠加,防止公共地线)“分地”现象会导致回流信号跨越隔离带时阻抗变大,从而引起极大的EMC风险,因此在隔离带间通过电容来给信号提供回流路径。

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