RS232/RS485/RS422的EMC电路设计
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。
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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。
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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HWCM-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。
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Can 总线使用差分电压传输,两条信号被称为CAN_H 和CAN_H,静态时均为2.5V 左右,此时状态表示为逻辑1 也可以叫做隐性,用CAN_H 比CAN_H 高标志逻辑0 称为显性此时通常电压值为CAN_H=3.5V 和CAN_H=1.5V,由于CAN 电平比较低,因此在进行EMC 设计时可以选取WCM-3216-222T来进行共模抑制,共模电感参数如下所示;
由于共模电感为高阻器件,此时必须配合低阻元器件进行配合滤波,以达到更好的滤波效果,因此在CAN_H 和CAN_H 上增加对地100pF 电容,通过大量的EMC 测试,我们发现共模电感在辐射和传导实验时作用比较明显,而抗干扰时电容则会起到很好的滤波作用。