3 電磁兼容性

　　為了確保這些設計能夠在“真實世界”的環境下工作，各個政府機構和監管機構實施了EMC法規。如果設計符合這些法規，可以讓最終用戶確信它們在惡劣的電氣環境下也能正常工作。

　　IEC61000規范定義了一組EMC耐受要求，適用于在住宅、商業和輕工業環境中使用的電氣和電子設備。這組規范包括以下三種類型的高電壓瞬變，設計人員必須確保數據通信線路不受它們損害：

　　● IEC 61000-4-2靜電放電(ESD)

　　● IEC 61000-4-4電快速瞬變(EFT)

　　● IEC 61000-4-5電涌抗擾度

　　所有這些規范都定義了測試方法，用以評估設備對指定現象的耐受性。值得注意的是，ESD和單個EFT脈沖具有類似的波形特征，因而具有相似的能級。但是電涌脈沖的能級比ESD和EFT脈沖高三至四個數量級，因而它是三者中破壞性最強的一個。ESD和EFT之間的相似性，相應的電路保護設計也很相似，但是由于電涌的能量大，因此必須采取不同的處理方式。在開發保護電路時，如果既要保持成本效益，又要提高數據端口針對這三種瞬變的抗擾度，這就是主要問題之一。

　　4 EMC保護RS485電路或RS485瞬變抑制網絡

　　就特性而言，EMC瞬態事件在時間上會有變化，因此保護元件必須具有動態性能，而且其動態特性需要與受保護器件的輸入/輸出極相匹配，這樣才能實現成功的EMC設計。元件數據表通常只包含直流數據，由于動態擊穿和I/V特性可能與直流值存在很大差異，因此這些數據沒有太多價值。必須進行精心設計并確定特性，了解受保護器件的輸入/輸出級的動態性能，并且使用保護元件，才能確保電路達到EMC標準。

　　ADI公司和Bourns公司攜手合作，共同開發了業界首個EMC兼容RS-485接口設計工具，提供針對IEC61000-4-2 ESD、IEC61000-4-4 EFT和IEC61000-4-5電涌的四級保護，從而擴展了面向系統的解決方案組合。它根據所需保護級別和可用預算為工程師提供相應的設計選項。借助這些設計工具，工程師可在設計周期之初考慮EMC問題，從而降低該問題導致的項目延誤風險。

　　圖4所示電路顯示了三種不同的完整特性EMC兼容解決方案。每個解決方案都經過獨立外部EMC兼容性測試公司的認證，各方案使用精選的Bourns外部電路保護元件，針對ADI公司具有增強ESD保護性能的ADM3485E 3.3 V RS-485收發器提供不同的成本/保護級別。所用的Bourns外部電路保護元件包括瞬變電壓抑制器(CDSOT23-SM712)、瞬變閉鎖單元(TBU-CA065-200-WH)、晶閘管電涌保護器(TISP4240M3BJR-S)和氣體放電管(2038-15-SM-RPLF)。

　　每個解決方案都經過特性測試，確保保護元件的動態I/V性能可以保護ADM3485E RS-485總線引腳的動態I/V特性。ADM3485E的輸入/輸出級之間的交互，配合外部保護元件，共同防止受到瞬態事件的損害。三個不同電路提供的保護級別如表1所示。

　　5 結論

　　使用EVAL-CN0313-SDPZ提供的解決方案，能夠有效保護RS-485接口免受真實世界的高壓瞬態影響。將機器人控制網絡暴露在電子護欄增能器的電荷下可提供穩定的電路板演示性能。在設計面向RS-485網絡的EMC兼容解決方案時，主要難題是讓外部保護元件的動態性能與RS-485器件輸入/輸出結構的動態性能相匹配。本文介紹了適用于RS-485通信端口的三種不同EMC兼容解決方案，設計人員可按照所需的保護級別選擇保護方案。EVAL-CN0313-SDPZ是業界首個EMC兼容RS-485客戶設計工具，針對ESD、EFT和電涌提供四級保護。雖然這些設計工具不能取代所需的系統級嚴格評估和專業資質，但能夠讓設計人員在設計周期早期降低由于EMC問題導致的項目延誤風險，從而縮短產品設計時間和上市時間。