RS-485端口EMC防护方案设计详解

2020-1-3 17:34:38 2564 RS485

0 在工业、电力、自动化及仪器仪表实际应用中，RS-485总线标准是目前业内应用最广泛的物理层总线设计标准之一。为了确保数据端口能够在极其恶劣的电磁环境中正常运行，RS-485端口防护方案必须符合相关的电磁兼容性EMC法规。专业高品质电路保护元器件厂商东沃电子技术员陈工表示：“在RS-485端口的EMC设计中，我们需要做的就是确保数据通信线路不受静电放电ESD、电快速瞬变EFT和浪涌Surge威胁和损害，想方设法去满足ESD、EFT、Surge这三种规范的要求。” 按照以上提及的规范要求和设计原则，东沃电子为您提供三种不同级别的EMC防护解决方案并通过了EMC兼容测试的认证。在RS-485防护方案中，需要用到的电路保护元器件有： 1）TVS二极管阵列SM712 2）过流保护器件 3）瞬变闭锁单元 4）晶闸管浪涌保护器 5）陶瓷气体放电管 RS-485端口EMC防护方案一 RS-485第一个解决方案提供四级ESD、EFT、二级浪涌保护。在方案中，需要运用到东沃电子供应的TVS二极管阵列SM712 ，SOT-23封装，符合AEC-Q101标准，是RS-485专业静电防护方案中所需要用到的电路保护元器件。SM712具有独有特性+13.3 V和–7.5 V的非对称击穿电压，与RS-485芯片ADM3485E的+12 V至–7 V的收发器共模范围相匹配，从而提供最佳保护，同时最大限度地减小对RS-485收发器的过压应力。 RS-485端口EMC防护方案二若要提高浪涌保护级别，保护电路变将得更加复杂，在RS-485第二个解决方案，将浪涌保护提高到四级。在这个防护方案中，由TVS管阵列SM712提供次级保护，tiSP则提供主保护，主保护器件和次级保护器件之间的协调以及过流保护是选用东沃电子独有的过流保护器件TBU实现的。TBU是一个主动高速过流保护元件可阻挡电流，而不是将其分流至地。作为串联元件，它会对通过器件的电流做出反应，而不是对接口两端的电压做出反应。TBU是一个高速过流保护元件，具有预设电流限值和耐高压能力。上述三个元件协同工作，与系统输入/输出配合，一起针对高电压大电流瞬变为系统提供系统级保护。 RS-485端口EMC防护方案三如果电路保护中，需要应对最高6kV的浪涌瞬变，则需要对方案做些调整。RS-485端口EMC防护方案三工作方式类似于保护方案二。但是也有区别，需要采用陶瓷气体放电管取代TISP来保护TBU，从而保护次级保护器件TVS。相对于TISP，GDT采用气体放电原理，可针对更大的过压和过流应力提供保护。TISP的额定电流是220A，GDT的额定电流则是5kA。GDT主要用作主保护器件，提供低阻抗接地路径以防止过压瞬变。当瞬变电压达到GDT火花放电电压时，GDT将从高阻抗关闭状态切换到电弧模式。在电弧模式下，GDT成为虚拟短路，提供瞬变开路电流接地泄放路径，将瞬变冲击电流从受保护器件上转移开。有关RS-485端口EMC详细防护方案设计，可向东沃电子索取。RS-485端口EMC防护方案自有规律可循，只要您了解和熟悉保护需要遵循的规范并熟练掌握电路保护器口按摩的特性，那么，设计RS-485端口EMC防护方案并不难！ 4
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