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RS232/RS485/RS422的EMC电路设计

2021-09-23  rookie

       串口一般有TTL电平、RS232电平、RS485电平和RS422电平,在很多情况下TTL电平不作为设备外接使用,一般用于板内两模块直接通讯,而RS232、RS485和RS422一般用于设备外部通讯。J用设备一般采用的是RS422或者RS485,因为它们属于差分信号,抗干扰能力更强。在某些特殊用的设备的串行接口一般需要做EMC设计,以下从遵循GJB 151B标准的情况下对RS232、RS485和RS422进行EMC电路设计。

1.RS232 EMC电路设计

      由于GJB 151B没有雷击和浪涌测试要求,故不需要防雷器件。TVS管使用SMB15CA,磁珠选择FBMA-11-160808-601T,详细设计电路如下图所示,此设计可同时满足GJB 151B和DO 160G的标准。注意SMB封装的TVS管峰值脉冲功率是600W,SMA封装的TVS管峰值脉冲功率是400W,故需选择SMBJ15CA。磁珠至TVS管部分元器件要靠近板边或者连接器端,尽量使外来干扰信号在进入板子时就被滤除掉。

FBMA-11-160808-601T主要参数:阻抗:600±25%Ω;测试频率:100MHz;封装:0603;直流电阻:0.6Ω;额定电流200mA。

SMBJ15CA主要参数:关断电压:15V;关断电流:1uA; 击穿电压:18.5V;反向漏电流:1mA;钳位电压:24.4V;峰值脉冲电流:24.6A;峰值脉冲功率:600W。

2.RS485 EMC电路设计

       由于GJB 151B没有雷击和浪涌测试要求,故不需要防雷器件。TVS管使用SMB6.5CA,共模电感选择LCHWCM-453228-510YT01,详细设计电路如下图所示,此设计可同时满足GJB 151B和DO 160G的标准。注意SMB封装的TVS管是600W,SMA封装的TVS管是400W,故需选择SMB6.5CA;如使用的芯片不是MAX3485或者输出电压范围大于6.5V,建议TVS管选择更大的VDRM值,如SMB15CA。共模电感至TVS管部分元器件要靠近板边或者连接器端,尽量使外来干扰信号在进入板子时就被滤除掉。

 WCM-453228-510YT01主要参数 :电感值:51+50(-30%)uH;阻抗:2800Ω;直流电阻:1Ω;额定电流:200mA;额定电压:50V;绝缘电阻:10mΩ/min。

SMBJ6.5CA主要参数:关断电压:6.5V;关断电流:500uA; 击穿电压:7.98V;反向漏电流:10mA;钳位电压:11.2V;峰值脉冲电流:53.6A;峰值脉冲功率:600W。

3.RS422 EMC电路设计

       由于GJB 151B没有雷击和浪涌测试要求,故不需要防雷器件。TVS管使用SMB6.5CA,共模电感选择LCHWCM-453228-510YT01,详细设计电路如下图所示,此设计可同时满足GJB 151B和DO 160G的标准。注意SMB封装的TVS管是600W,SMA封装的TVS管是400W,故需选择SMB6.5CA;如使用的芯片不是MAX3490或者输出电压范围大于6.5V,建议TVS管选择更大的VDRM值,如SMB15CA。共模电感至TVS管部分元器件要靠近板边或者连接器端,尽量使外来干扰信号在进入板子时就被滤除掉。

 

 

       从上述可知,RS232不是差分信号,只需TVS管、磁珠和330p电容就可完成EMC的电路设计;RS485和RS422的EMC电路设计是一样的,都是由一样参数的共模电感、TVS管和100p电容完成设计的。以上设计主要是按照GJB 151B和DO 160G的标准进行设计的,对于不同行业或者标准可对此电路进行调整元器件参数或者增加元器件(如防雷器件)。

 

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