ADI读书活动第五十期：RS-485接口与EMC保护

小老虎

本文由社区大牛 向日葵 撰写！！！欢迎大家进行沟通交流！！！

在实际应用中，RS-485接口链路需要有防雷击、静电放电和其他电磁现象引起的大瞬变电压的要求。为了确保这些数据端口能够在最终安装环境中正常工作，它们必须符合某些电磁兼容性(EMC)法规。

这些要求包括三个主要瞬变抗扰度标准：静电放电、电快速瞬变和电涌。

本文介绍RS485接口及EMC主要瞬变类型及设计接口保护电路的注意事项。

一．RS-485接口标准

工业与仪器仪表(I&I)应用常常需要在距离很远的多个系统之间传输数据。RS-485应用包括：工业自动化、过程控制、电机控制和运动控制、远程终端、楼宇自动化（暖通空调HVAC等）、安保系统和再生能源等

二．电磁兼容性

IEC 61000规范定义了一组EMC抗扰度要求，适用于在住宅、商业和轻工业环境中使用的电气和电子设备。这组规范包括以下三类高电压瞬变，电子设计人员必须确保数据通信线路不受它们损害：

· IEC 61000-4-2 静电放电(ESD)

· IEC 61000-4-4 电快速瞬变(EFT)

· IEC 61000-4-5 电涌耐受性

所有这些规范都定义了测试方法，用以评估电子和电气设备对指定现象的耐受性。下面概要说明各种测试。

静电放电

ESD是指静电荷在不同电位的实体之间的突然传输，由靠近接触或电场感应引起。其特征是在短时间内产生高电流。

电快速瞬变

电快速瞬变测试要求将数个极端快速的瞬变脉冲耦合到信号线上，以代表容性耦合到通信端口的外部开关电路的瞬态干扰，这种干扰可能包括继电器和开关触点抖动，以及切换感性或容性负载引起的瞬变，所有这些在工业环境中非常常见。

电涌瞬变

电涌瞬变由开关或雷电瞬变产生的过压引起。开关瞬变的原因可以是电源系统切换、电源分配系统的负载变化或短路等各种系统故障。雷电瞬变的原因可以是附近的雷击将高电流和电压注入电路中。

三．瞬变保护

设计瞬变保护电路时，设计人员必须考虑以下主要事项：

1. 该电路必须防止或限制瞬变引起的损坏，并允许系统恢复正常工作，性能影响极小。

2. 保护方案应当非常可靠，足以处理系统在实际应用经受到的瞬变类型和电压水平。

3. 瞬变时长是一个重要因素。对于长时间瞬变，热效应可能会导致某些保护方案失效。

4. 正常条件下，保护电路不得干扰系统运行。

5. 如果保护电路因为过应力而失效，它应以保护系统的方式失效。

下图显示一个典型保护方案，其特征是具有两重保护：主保护和次级保护。主保护可将大部分瞬变能量从系统转移开，通常位于系统和环境之间的接口。它旨在将瞬变分流至地，从而消除大部分能量。

次级保护的目的是保护系统各个部件，使其免受主保护允许通过的任何瞬态电压和电流的损坏。它经过优化，确保能够抵御残余瞬变影响，同时允许系统的敏感部分正常工作。主保护和次级保护的设计必须与系统I/O协同工作，从而最大程度地降低对受保护电路的压力，这点很重要。主保护器件与次级保护器件之间一般有一个协调元件，如电阻或非线性过流保护器件等，用以确保二者协同应对瞬变。

保护方案框图

了解了EMC保护电路的基础知识，想知道实际的保护电路是如何构成的吗？请参阅如下链接，深度了解实际电路的设计原理和示例。

http://www.analog.com/library/analogDialogue/china/archives/47-05/rs485_emc.html

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Q:

1.IEC 61000中,对于EMC的三个主要测试对应的项目是?

2.RS-485主要的应用场合？

3.设计瞬变保护电路时，设计人员必须考虑的主要事项？

4.在典型保护方案中,主保护器件与次级保护器件之间会加电阻或非线性过流保护器件等为什么?

5.文中最后提供的链接里,针对ADM3485E收发器保护方案中,所用到的BOURNS公司的器件有哪些?

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Terry-351571

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dwwzl

1.IEC 61000中,对于EMC的三个主要测试对应的项目是?答：

• IEC 61000-4-2 静电放电(ESD)
• IEC 61000-4-4 电快速瞬变(EFT)
• IEC 61000-4-5 电涌耐受性
  

2.RS-485主要的应用场合？
答：应用包括：工业自动化、过程控制、电机控制和运动控制、远程终端、楼宇自动化（暖通空调HVAC等）、安保系统和再生能源等
3.设计瞬变保护电路时，设计人员必须考虑的主要事项？
答：

• 该电路必须防止或限制瞬变引起的损坏，并允许系统恢复正常工作，性能影响极小。
• 保护方案应当非常可靠，足以处理系统在实际应用经受到的瞬变类型和电压水平。
• 瞬变时长是一个重要因素。对于长时间瞬变，热效应可能会导致某些保护方案失效。
• 正常条件下，保护电路不得干扰系统运行。
• 如果保护电路因为过应力而失效，它应以保护系统的方式失效。
  

4.在典型保护方案中,主保护器件与次级保护器件之间会加电阻或非线性过流保护器件等为什么?
答：用以确保二者协同应对瞬变。
5.文中最后提供的链接里,针对ADM3485E收发器保护方案中,所用到的BOURNS公司的器件有哪些?
答：所用的Bourns外部电路保护元件包括瞬态电压抑制器(CDSOT23-SM712)、瞬态闭锁单元(TBU-CA065-200-WH)、晶闸管电涌保护器(TISP4240M3BJR-S)和气体放电管(2038-15-SM-RPLF)。

小老虎

dwwzl 发表于 2016-1-7 10:43
1.IEC 61000中,对于EMC的三个主要测试对应的项目是?答：

IEC 61000-4-2 静电放电(ESD)

大神也

eefishing

1.IEC 61000中,对于EMC的三个主要测试对应的项目是?
IEC 61000-4-2 静电放电(ESD)
IEC 61000-4-4 电快速瞬变(EFT)
IEC 61000-4-5 电涌耐受性

2. RS-485主要的应用场合？
工业自动化、过程控制、电机控制和运动控制、远程终端、楼宇自动化（暖通空调HVAC等）、安保系统和再生能源等

3. 设计瞬变保护电路时，设计人员必须考虑的主要事项？
1)  该电路必须防止或限制瞬变引起的损坏，并允许系统恢复正常工作，性能影响极小。
2)保护方案应当非常可靠，足以处理系统在实际应用经受到的瞬变类型和电压水平。
3)瞬变时长是一个重要因素。对于长时间瞬变，热效应可能会导致某些保护方案失效。
4)正常条件下，保护电路不得干扰系统运行。
5)  如果保护电路因为过应力而失效，它应以保护系统的方式失效。

4. 在典型保护方案中,主保护器件与次级保护器件之间会加电阻或非线性过流保护器件等为什么?
主保护和次级保护的设计必须与系统I/O协同工作，从而最大程度地降低对受保护电路的压力，这点很重要。主保护器件与次级保护器件之间一般有一个协调元件，如电阻或非线性过流保护器件等，用以确保二者协同应对瞬变。

5. 文中最后提供的链接里,针对ADM3485E收发器保护方案中,所用到的BOURNS公司的器件有哪些?
针对ADI公司具有增强ESD保护性能的ADM3485E 3.3 V RS-485收发器提供不同的成本/保护级别。所用的Bourns外部电路保护元件包括瞬态电压抑制器(CDSOT23-SM712)、瞬态闭锁单元(TBU-CA065-200-WH)、晶闸管电涌保护器(TISP4240M3BJR-S)和气体放电管(2038-15-SM-RPLF)。

fightingboon

1.IEC 61000-4-2 静电放电(ESD)
IEC 61000-4-4 电快速瞬变(EFT)
IEC 61000-4-5 电涌耐受性

2.工业自动化、过程控制、电机控制和运动控制、远程终端、楼宇自动化（暖通空调HVAC等）、安保系统和再生能源等

3.1)  该电路必须防止或限制瞬变引起的损坏，并允许系统恢复正常工作，性能影响极小。
2)保护方案应当非常可靠，足以处理系统在实际应用经受到的瞬变类型和电压水平。
3)瞬变时长是一个重要因素。对于长时间瞬变，热效应可能会导致某些保护方案失效。
4)正常条件下，保护电路不得干扰系统运行。
5)  如果保护电路因为过应力而失效，它应以保护系统的方式失效。

4.主保护和次级保护的设计必须与系统I/O协同工作，从而最大程度地降低对受保护电路的压力，这点很重要。主保护器件与次级保护器件之间一般有一个协调元件，如电阻或非线性过流保护器件等，用以确保二者协同应对瞬变。

5.针对ADI公司具有增强ESD保护性能的ADM3485E 3.3 V RS-485收发器提供不同的成本/保护级别。所用的Bourns外部电路保护元件包括瞬态电压抑制器(CDSOT23-SM712)、瞬态闭锁单元(TBU-CA065-200-WH)、晶闸管电涌保护器(TISP4240M3BJR-S)和气体放电管(2038-15-SM-RPLF)。

ufoer11

1. 静电放电(ESD),电快速瞬变(EFT),电涌耐受性。
2. RS-485应用包括：工业自动化、过程控制、电机控制和运动控制、远程终端、楼宇自动化（暖通空调           HVAC等）、安保系统和再生能源等。
3. (1). 该电路必须防止或限制瞬变引起的损坏，并允许系统恢复正常工作，性能影响极小。
    (2). 保护方案应当非常可靠，足以处理系统在实际应用经受到的瞬变类型和电压水平。
    (3). 瞬变时长是一个重要因素。对于长时间瞬变，热效应可能会导致某些保护方案失效。
    (4). 正常条件下，保护电路不得干扰系统运行。
    (5). 如果保护电路因为过应力而失效，它应以保护系统的方式失效。
4. 用以确保二者协同应对瞬变。
5. 有瞬态电压抑制器(CDSOT23-SM712)、瞬态闭锁单元(TBU-CA065-200-WH)、晶闸管电涌保护器(TISP4240M3BJR-S)和气体放电管(2038-15-SM-RPLF)。

wambob

1.IEC 61000中,对于EMC的三个主要测试对应的项目是?
IEC 61000-4-2 静电放电(ESD)
IEC 61000-4-4 电快速瞬变(EFT)
IEC 61000-4-5 电涌耐受性

2.RS-485主要的应用场合？
工业与仪器仪表(I&I)应用

3.设计瞬变保护电路时，设计人员必须考虑的主要事项？
该电路必须防止或限制瞬变引起的损坏，并允许系统恢复正常工作，性能影响极小。
保护方案应当非常可靠，足以处理系统在实际应用经受到的瞬变类型和电压水平。
瞬变时长是一个重要因素。对于长时间瞬变，热效应可能会导致某些保护方案失效。
正常条件下，保护电路不得干扰系统运行。
如果保护电路因为过应力而失效，它应以保护系统的方式失效。

4.在典型保护方案中,主保护器件与次级保护器件之间会加电阻或非线性过流保护器件等为什么?
确保二者协同应对瞬变。

5.文中最后提供的链接里,针对ADM3485E收发器保护方案中,所用到的BOURNS公司的器件有哪些?
瞬态电压抑制器(CDSOT23-SM712)、瞬态闭锁单元(TBU-CA065-200-WH)、晶闸管电涌保护器(TISP4240M3BJR-S)和气体放电管(2038-15-SM-RPLF)。

小蜜蜂ww

1.IEC 61000中,对于EMC的三个主要测试对应的项目是?
IEC 61000-4-2 静电放电(ESD)
IEC 61000-4-4 电快速瞬变(EFT)
IEC 61000-4-5 电涌耐受性

2. RS-485主要的应用场合？
工业自动化、过程控制、电机控制和运动控制、远程终端、楼宇自动化（暖通空调HVAC等）、安保系统和再生能源等

3. 设计瞬变保护电路时，设计人员必须考虑的主要事项？
1)  该电路必须防止或限制瞬变引起的损坏，并允许系统恢复正常工作，性能影响极小。
2)保护方案应当非常可靠，足以处理系统在实际应用经受到的瞬变类型和电压水平。
3)瞬变时长是一个重要因素。对于长时间瞬变，热效应可能会导致某些保护方案失效。
4)正常条件下，保护电路不得干扰系统运行。
5)  如果保护电路因为过应力而失效，它应以保护系统的方式失效。

4. 在典型保护方案中,主保护器件与次级保护器件之间会加电阻或非线性过流保护器件等为什么?
主保护和次级保护的设计必须与系统I/O协同工作，从而最大程度地降低对受保护电路的压力，这点很重要。主保护器件与次级保护器件之间一般有一个协调元件，如电阻或非线性过流保护器件等，用以确保二者协同应对瞬变。

5. 文中最后提供的链接里,针对ADM3485E收发器保护方案中,所用到的BOURNS公司的器件有哪些?
针对ADI公司具有增强ESD保护性能的ADM3485E 3.3 V RS-485收发器提供不同的成本/保护级别。所用的Bourns外部电路保护元件包括瞬态电压抑制器(CDSOT23-SM712)、瞬态闭锁单元(TBU-CA065-200-WH)、晶闸管电涌保护器(TISP4240M3BJR-S)和气体放电管(2038-15-SM-RPLF)。