1.原理图1. RS485接口6KV雷电保护电路设计方案图1 RS485接口雷电保护电路接口电路设计概述:RS485用于设备与计算机或其他设备之间的通信。
在产品应用中,其布线大部分连接到电源。
如果将电源信号混合在一起,则存在EMC的隐患。
该方案基于EMC原理,进行了相关的干扰抑制和抗敏设计,从设计层面解决了EMC问题。
2.电路EMC设计说明:(1)电路滤波设计要点:L1是共模电感,可以衰减共模干扰,抑制电路板上的内部干扰和外部干扰,提高产品抗干扰能力,还可以降低通过429信号线的外部辐射。
共模电感阻抗范围为120Ω/ 100MHz〜2200Ω/ 100MHz,典型值为1000Ω/ 100MHz; C1和C2是滤波电容器,可为干扰提供低阻抗。
返回路径可有效降低外部共模电流,以同时滤除外部干扰。
电容值选择范围为22PF〜1000pF,典型值为100pF。
如果信号线对金属外壳具有绝缘耐压要求,则两者之间的差异是需要考虑的。
当电路上有多个节点时,请考虑减小或去除滤波电容器的值。
C3是接口接地和数字接地之间的跨接电容。
典型值为1000pF。
C3的值可以根据测试情况进行调整; (2)电路防雷设计要点: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是三端气体放电管,形成第一电平保护电路,用于抑制线路上的共模和差模电涌干扰,并防止干扰受到信号线的影响。
气体放电管的标称电压VBRW必须大于13V,峰值电流IPP必须大于或等于143A。
峰值功率WPP必须大于或等于1859W; PTC1和PTC2为热敏电阻,构成二级保护电路,典型值为10Ω/ 2W;为了确保排气管的平稳导通,必须增大该电阻以分压泄放器放大能量的压力,以确保通过排气管除去大部分能量。
D1〜D3是TSS管(半导体放电管)三级保护电路的第一组成部分,TSS管的标称电压VBRW要求大于8V,峰值电流IPP要求大于或等于143A;峰值功率WPP要求大于或等于1144W;如果将接口地线分开,则将金属壳和接口地线直接电连接,并将板地和接口地线通过1000pF电容器连接;如果设备是非金属外壳,则接口接地PGND和单板数字接地GND直接电连接。
2. PCB设计1. RS485接口电路布局图1 RS485接口滤波和保护电路布局图的特点:(1)保护装置和滤波器组件应放置在靠近接口的位置,并且必须紧凑,整齐地放置,这要符合第一个保护要求。
然后进行过滤通常,在布线时应尽量避免曲折; (2)共模电感和跨接电容应放置在隔离带中。
解决方案分析:(1)接口和接口滤波器保护电路周围不能布线,不能放置高速或敏感设备; (2)隔离带下方的突出层应挖空,禁止接线。
2. RS485接口电路接地设计方案的特点:(1)为了通过RS485接口抑制内部电路板的噪声传导辐射,并增强电路板的抗外部干扰能力,在RS485接口上增加了一个滤波器,以降低噪声。
抑制,以滤波器元件的大小为边界,将界面地线除以; (2)可以在隔离带中有选择地添加电容器作为两个接地之间的连接。
电容器C4和C5的推荐值为1000pF,并且信号线串联连接。
模式电感CM由电容器滤波,GDT和TVS管与接口地并联连接以提供保护;并将所有保护设备放置在靠近接口的位置,并将共模电感CM放置在隔离带中。
具体的良友