EMC知識(shí)——RS485 接口的電磁兼容設(shè)計(jì)
一、RS485 接口介紹
RS-485 采用平衡發(fā)送和差分接收方式實(shí)現(xiàn)通信，其接口詳細(xì)的電器參數(shù)如下：
接口定義：A、B
工作電壓：-7V-12V
信號(hào)速率：10Mb/s
接口電纜： 雙絞屏蔽電纜
走線方式：根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行走線，最大長(zhǎng)度1000m
二、EMC 設(shè)計(jì)要求
RS485 用于設(shè)備與計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備之間通訊，應(yīng)用與空調(diào)產(chǎn)品時(shí)其走線時(shí)多與電源、功率信號(hào)等混合在一起，RS485 接口設(shè)計(jì)可能會(huì)影響的EMC 問題如下：
1、輻射發(fā)射問題：RS485 接口會(huì)帶出單板內(nèi)部的干擾，通過(guò)電源線形成對(duì)外輻射，導(dǎo)致輻射發(fā)射測(cè)試超標(biāo);
2、抗干擾問題：RS485 會(huì)受外界干擾會(huì)導(dǎo)致通訊異常，如脈沖群干擾、射頻干擾在空調(diào)產(chǎn)品使用時(shí)會(huì)因壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、電磁閥等干擾源，導(dǎo)致通訊異常;因RS485 走線長(zhǎng)，有可能存在戶外走線，因此要考慮防雷設(shè)計(jì);
三、RS485 接口原理設(shè)計(jì)
1. D1、D2 為氣體放電管，主要用來(lái)泄放共模浪涌能量，氣體放電管擊穿電壓300V，通流量1kA;
2. D3、D4、D5 為半導(dǎo)體放電管，主要用來(lái)泄放共模以及差模浪涌能量，半導(dǎo)體放電管型號(hào)BS0300N-C，其導(dǎo)通電壓為40V，通流量為100A;
3. R1、R2 選用10Ω，(不用逗號(hào))1/2W 的電阻，因半導(dǎo)體放電管啟動(dòng)電壓要低于氣體放電管，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(R1、R2)進(jìn)行分壓，確保大部分能量通過(guò)氣體放電管泄放，半導(dǎo)體放電管作精細(xì)防護(hù);
4. C1、C2 電容，給干擾提供低阻抗的回流路徑，能有效減小對(duì)外的共模干擾電流同
時(shí)對(duì)外界干擾能適當(dāng)?shù)臑V波;此電容容值可以根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整，從22pF至1000pF，典型值為100pF;
5. 共模電感能夠?qū)λp共模干擾，對(duì)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(shí)也能減小通過(guò)信號(hào)電纜對(duì)外的輻射，共模電選擇100MHz 時(shí)阻抗為2200Ω的器件;
6. 在實(shí)際測(cè)試中如果接口存在EMC 問題，以上元器件均可調(diào)整，具體元器件調(diào)整參數(shù)參照《常用電磁兼容器件選型規(guī)范》。
四、RS485 接口PCB 設(shè)計(jì)
PCB 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
1、元器件布局要緊湊，元器件位置要按照信號(hào)流向進(jìn)行布局;
2、遵循先防護(hù)后濾波的原則;
3、地設(shè)計(jì)時(shí)要保證防護(hù)地與數(shù)字地隔離;
4、信號(hào)走線要平行等長(zhǎng)走線;
5、在進(jìn)行PCB 鋪銅時(shí)，注意防護(hù)器件以及共模電感正下方掏空處理。
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