1.RS485接口6KV防雷電路設(shè)計(jì)方案概述：

RS485接口主要用于設(shè)備與計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備之間的通信。在產(chǎn)品實(shí)用中，RS485的走線常與電源、功率信號(hào)等混合，容易引發(fā)電磁兼容性（EMC）隱患。本方案通過EMC原理，從抗干擾和敏感度抑制的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，以解決EMC問題。

2. 電路EMC設(shè)計(jì)說明

A. 電路濾波設(shè)計(jì)要點(diǎn)

L1為共模電感，它能夠有效減弱共模干擾，并抑制單板內(nèi)部及外部的干擾，從而提升產(chǎn)品的抗干擾性能。此外，它還可以降低通過429信號(hào)線對(duì)外的輻射。共模電感的阻抗選擇范圍為120Ω/100MHz至2200Ω/100MHz，建議典型值為1000Ω/100MHz。

C1和C2是濾波電容器，能夠?yàn)楦蓴_提供低阻抗回流路徑，有效減小外部的共模電流，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)外界干擾的濾波。電容的容值選取范圍為22PF至1000pF，建議典型值為100pF。若信號(hào)線與金屬外殼之間存在絕緣耐壓要求，則需要考慮差分線對(duì)地的兩個(gè)濾波電容的耐壓能力。此外，當(dāng)電路上存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮降低或去掉濾波電容的值。

C3是接口地與數(shù)字地之間的連接電容，典型值為1000pF，可根據(jù)測(cè)試需求進(jìn)行調(diào)整。

電路的防雷設(shè)計(jì)要點(diǎn)是，為了滿足IEC61000-4-5或GB17626.5標(biāo)準(zhǔn)的要求，須通過共模6KV和差模2KV的防雷測(cè)試。D4采用三端氣體放電管作為第一級(jí)保護(hù)電路，用以抑制線路上的共模和差模浪涌干擾，以防止干擾通過信號(hào)線影響下一級(jí)電路。氣體放電管的標(biāo)稱電壓VBRW需大于13V，峰值電流IPP需大于等于143A，峰值功率WPP需大于等于1859W。PTC1和PTC2是熱敏電阻，構(gòu)成第二級(jí)保護(hù)電路，其典型值為10Ω/2W。為了確保氣體放電管能夠有效導(dǎo)通，必須增加此電阻以進(jìn)行分壓，確保大部分能量通過氣體放電管釋放。D1至D3是TSS管（半導(dǎo)體放電管），構(gòu)成第三級(jí)保護(hù)電路，TSS管的標(biāo)稱電壓VBRW需大于8V，峰值電流IPP需大于等于143A，峰值功率WPP需大于等于1144W。

接口電路設(shè)計(jì)的備注是，如果設(shè)備外殼為金屬，并且單板可以獨(dú)立劃分出接口地，則金屬外殼與接口地應(yīng)直接電氣連接，且單板地與接口地通過1000pF電容相連。如果設(shè)備外殼為非金屬，則接口地PGND與單板數(shù)字地GND直接電氣連接。PCB設(shè)計(jì)

1.RS485接口電路布局方案特點(diǎn)包括：(1) 防護(hù)組件和濾波組件應(yīng)盡量靠近接口位置并要求緊湊整齊，布線時(shí)應(yīng)遵循先防護(hù)后濾波的原則，盡量避免走線曲折；(2) 共模電感與跨接電容應(yīng)設(shè)置在隔離帶內(nèi)。方案分析如下：(1) 接口及其周邊的濾波和防護(hù)電路不應(yīng)布線，也不得放置高速或敏感器件；(2) 隔離帶下的投影層需進(jìn)行掏空處理，禁止布線。

2.RS485接口電路的接地設(shè)計(jì)

方案特點(diǎn)：(1) 為了抑制內(nèi)部單板噪聲通過RS485接口向外輻射，并增強(qiáng)單板對(duì)外部干擾的抵抗能力，在RS485接口處增加濾波器件，以濾波器件的位置和大小為界限，劃分出接口地；(2) 在隔離帶內(nèi)可選擇性增加電容，以連接兩者的地，并建議電容C4、C5的取值為1000pF。信號(hào)線上串聯(lián)共模電感CM和電容進(jìn)行濾波，同時(shí)與接口地并聯(lián)GDT和TVS管進(jìn)行保護(hù)；所有防護(hù)器件應(yīng)放置于接口附近，共模電感CM置于隔離帶內(nèi)，具體布局見圖示。

方案分析：(1) 當(dāng)接口與單板之間存在相容性差或不相容的電路時(shí)，需要對(duì)接口與單板進(jìn)行“分地”處理，即根據(jù)不同的端口電壓、電平信號(hào)和傳輸速率設(shè)置不同的接地線?！胺值亍笨梢员苊獠幌嗳蓦娐返幕亓餍盘?hào)疊加，從而防止公共地線的阻抗耦合；(2) “分地”現(xiàn)象可能導(dǎo)致回流信號(hào)在跨越隔離帶時(shí)阻抗增大，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的EMC風(fēng)險(xiǎn)，因此在隔離帶之間通過電容為信號(hào)提供回流路徑。