RS485接口電磁兼容設計方案

概述

RS485接口電磁兼容設計方案

成都億佰特電子科技有限公司是一家致力於自主研發和客戶定製需求的創新型公司,成都億佰特針目前所有數傳電臺均採用兼容RS232和RS485接口設計。

RS485接口組成半雙工網絡,採用平衡驅動器和差分接收器的組合方式,使用屏蔽雙絞線傳輸,抗共模干擾能力強。RS485的電氣特性:兩線之間的電壓差為+(2V---6V) 表示邏輯“1”,兩線之間的電壓差為-(2V---6V)表示邏輯“0”,接口通信電平與TTL電平兼容,最常用的RS485總線允許連接多大32個收發器,具體連接說了和芯片輸入阻抗有關係,例如:普通芯片輸入阻抗為≥12kΩ時相應的驅動點數為32個,輸入阻抗設計為1/2負載(≥24kΩ)時相應的驅動點數為64個。

EMC問題

RS485總線標準是工業設備應用最廣泛的物理協議之一,通常應用於樓宇自動化、工業自動化、網絡控制、安防系統等場景中,因此RS485接口的防護措施變得尤為重要。一般如果RS485總線建在室內,電磁環境比較溫和,只需要增加防靜電保護即可,若RS485總線用於室外,可能會遭遇雷擊的危險,一般要加防雷保護電路。

RS485接口電磁兼容設計方案

RS485用於設備和計算機或其他設備通信,當應用設備逐漸增多時,通信信號和走線信號變得混合在一起,普通RS485接口設計可能會造成EMC等問題。干擾問題:RS485會遭遇外界干擾如脈衝干擾、電磁干擾等造成的通信異常,同時如果應用於外界,還會造成雷擊造成RS485永久損壞。輻射問題:RS485接口會將PCB板內部干擾,通過電源線形式對外進行輻射,導致輻射測試指標超標。

RS485防護設計

RS485接口電磁兼容設計方案

1、 使用GDT氣體放電管,主要用來洩放工模浪湧,同時旁路大部分雷擊電流,可以防護高達4KV甚至更高的浪湧電流保護能力。器件選型時,需要考慮直流擊穿電壓需要大於線路所允許的最大工作電壓,放電管允許通過的電流需要超過設計通過的最大電流。

2、 R使用自恢復保險絲,阻值只有幾歐姆,當迴路流過的電流超過正常工作電流過多時,其內部阻值會迅速增大,從而將回路電流限制在很小的範圍值內,有效的防護應為靜電電流過大造成RS485接口損壞。選型需要考慮最大額定工作電壓應該大於電路正常工作電壓,動作電路需要小於線路最大可承受電流。

3、 TSS採用瞬態抑制二極管TVS,TVS管與GDT實際作用類似,用於二級電路保護,將電壓鉗位在工作電壓範圍內,將浪湧電壓的殘壓將至最低範圍。器件選型TVS的擊穿電壓應該高於信號線上傳輸的信號電壓,但是擊穿電壓不應選的過高,一般表示的6V鉗位電壓,實際擊穿電壓都會在10V左右,同時TVS需要選擇結電容小的,一般幾十pF即可,過高的結電容會造成RS485在高數據速率是傳輸異常。

RS485電路防護有效的解決了雷擊、靜電干擾、浪湧過壓等損壞危險,從而達到保護整個通信線路的目的。

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