天天看點

RS485接口電磁相容設計方案

概述

RS485接口組成半雙工網絡,采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,抗共模幹擾能力強。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電平相容,最常用的RS485總線允許連接配接多大32個收發器,具體連接配接說了和晶片輸入阻抗有關系,例如:普通晶片輸入阻抗為≥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總線标準是工業裝置應用最廣泛的實體協定之一,通常應用于樓宇自動化、工業自動化、網絡控制、安防系統等場景中,是以RS485接口的防護措施變得尤為重要。一般如果RS485總線建在室内,電磁環境比較溫和,隻需要增加防靜電保護即可,若RS485總線用于室外,可能會遭遇雷擊的危險,一般要加防雷保護電路。

RS485接口電磁相容設計方案

RS485用于裝置和計算機或其他裝置通信,當應用裝置逐漸增多時,通信信号和走線信号變得混合在一起,普通RS485接口設計可能會造成EMC等問題。幹擾問題:RS485會遭遇外界幹擾如脈沖幹擾、電磁幹擾等造成的通信異常,同時如果應用于外界,還會造成雷擊造成RS485永久損壞。輻射問題:RS485接口會将PCB闆内部幹擾,通過電源線形式對外進行輻射,導緻輻射測試名額超标。

RS485防護設計

RS485接口電磁相容設計方案

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于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使用自恢複保險絲,阻值隻有幾歐姆,當回路流過的電流超過正常工作電流過多時,其内部阻值會迅速增大,進而将回路電流限制在很小的範圍值内,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于電路正常工作電壓,動作電路需要小于線路最大可承受電流。