保護RS-485通信網絡不受有害EMC事件影響

摘要：在實際工業和儀器儀表（II）應用中，RS-485接口鏈路需要在惡劣電磁環境下工作。本文介紹各主要瞬變類型，并針對RS-485通信端口的三種不同成本/保護級別，提出并演示三種不同的EMC兼容解決方案。本文網絡版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/235422.htm

關鍵詞：RS-485；EMC；電磁兼容；ESD；瞬變

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.3.008

引言

在實際工業和儀器儀表（II）應用中，RS-485接口鏈路需要在惡劣電磁環境下工作。雷擊、靜電放電和其他電磁現象引起的大瞬變電壓可能損壞通信端口。為了確保這些數據端口能夠在最終安裝環境中正常工作，它們必須符合有關的電磁兼容性（EMC）法規。

這些要求包括三個主要瞬變抗擾度標準：靜電放電、電快速瞬變和電涌。

ADI公司和Bourns， Inc.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IEC 61000-4-2 ESD、IEC 61000-4-4 EFT和IEC 61000-4-5電涌的四級保護，從而擴展面向系統的解決方案組合。

1 RS-485標準

工業與儀器儀表（II）應用常常需要在距離很遠的多個系統之間傳輸數據。RS-485電氣標準是II應用中使用最廣泛的物理層規范之一，II應用包括：工業自動化、過程控制、電機控制和運動控制、遠程終端、樓宇自動化（暖通空調HVAC等）、安保系統和再生能源等。

使RS-485成為II通信應用理想之選的一些關鍵特性如下：

？ 長距離鏈路——最長4000英尺；

？ 可在一對絞線電纜上雙向通信；

？ 差分傳輸可提高共模噪聲抗擾度，減少噪聲輻射；

？ 可將多個驅動器和接收器連接至同一總線；

？ 寬共模范圍（–7 V至+12 V）允許驅動器與接收器之間存在地電位差異；

？ TIA/EIA-485-A允許數據速率達到數十Mbps。

TIA/EIA-485-A描述RS-485接口的物理層，通常與Profibus、Interbus、Modbus或BACnet等更高層協議配合使用，能夠在相對較長的距離內實現穩定的數據傳輸。……