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如何保護工業(yè)環(huán)境中的 RS-485 總線

2512959 2022-11-25 | pdf | 297.33KB | 次下載 | 免費

資料介紹

盡管電子產品和連接系統(tǒng)越來越成為現(xiàn)代工業(yè)綜合體不可或缺的一部分，但這種環(huán)境仍然對電子產品不利。大功率電機、大型繼電器、螺線管、執(zhí)行器和類似設備會產生電磁場，而高壓靜電放電 (ESD)、快速瞬變和電感耦合浪涌甚至閃電都很常見。如此之多，以至于像 RS-485 這樣的串行總線傳輸距離很遠，需要大量特殊工具才能保持其穩(wěn)定可靠。盡管電子產品和連接系統(tǒng)越來越成為現(xiàn)代工業(yè)綜合體不可或缺的一部分，但這種環(huán)境仍然對電子產品不利。大功率電機、大型繼電器、螺線管、執(zhí)行器和類似設備會產生電磁場，而高壓靜電放電 (ESD)、快速瞬變和電感耦合浪涌甚至閃電都很常見。如此之多，以至于像 RS-485 這樣的串行總線傳輸距離很遠，需要大量特殊工具才能保持其穩(wěn)定可靠。RS-485，也稱為電信行業(yè)協(xié)會和電子行業(yè)聯(lián)盟 (TIA/EIA)-485，是一種異步串行數(shù)據(jù)總線，實際上用于工業(yè)應用，其 4000 英尺 (ft) 范圍適合工廠車間安裝。盡管 RS-485 具有固有的堅固性，但依賴它的工業(yè)系統(tǒng)的設計人員需要采取先發(fā)制人的措施來確?？偩€的穩(wěn)定性和壽命，尤其是在過程越來越依賴準確數(shù)據(jù)和持續(xù)反饋的情況下。RS-485，也稱為電信行業(yè)協(xié)會和電子行業(yè)聯(lián)盟 (TIA/EIA)-485，是一種異步串行數(shù)據(jù)總線，實際上用于工業(yè)應用，其 4000 英尺 (ft) 范圍適合工廠車間安裝。盡管 RS-485 具有固有的堅固性，但依賴它的工業(yè)系統(tǒng)的設計人員需要采取先發(fā)制人的措施來確?？偩€的穩(wěn)定性和壽命，尤其是在過程越來越依賴準確數(shù)據(jù)和持續(xù)反饋的情況下。這些措施包括適當考慮屏蔽電纜、瞬態(tài)抑制二極管、ESD 和浪涌容限收發(fā)器以及信號預加重。本文著眼于如何使用這些保護解決方案和技術來滿足現(xiàn)有的電磁兼容性 (EMC) 標準并確保在惡劣環(huán)境中進行可靠的數(shù)據(jù)通信。這些措施包括適當考慮屏蔽電纜、瞬態(tài)抑制二極管、ESD 和浪涌容限收發(fā)器以及信號預加重。本文著眼于如何使用這些保護解決方案和技術來滿足現(xiàn)有的電磁兼容性 (EMC) 標準并確保在惡劣環(huán)境中進行可靠的數(shù)據(jù)通信。工業(yè)環(huán)境中對電子設備的威脅工業(yè)環(huán)境中對電子設備的威脅工業(yè)環(huán)境中使用的電子設備面臨三種主要類型的電磁干擾 (EMI) 威脅：ESD、電快速瞬變 (EFT) 和電涌瞬變。ESD 通常與人際互動和由摩擦起電效應產生的電荷轉移到設備有關。ESD 事件代表能量最低的瞬變。EFT 是繼電器觸點彈跳或電感負載中斷的結果，而瞬態(tài)浪涌是雷擊、電機負載、熱插拔事件或短路等重大中斷的結果。浪涌通常會產生最高的能量瞬變。工業(yè)環(huán)境中使用的電子設備面臨三種主要類型的電磁干擾 (EMI) 威脅：ESD、電快速瞬變 (EFT) 和電涌瞬變。ESD 通常與人際互動和由摩擦起電效應產生的電荷轉移到設備有關。ESD 事件代表能量最低的瞬變。EFT 是繼電器觸點彈跳或電感負載中斷的結果，而瞬態(tài)浪涌是雷擊、電機負載、熱插拔事件或短路等重大中斷的結果。浪涌通常會產生最高的能量瞬變。一系列相關國際標準可幫助設計人員，這些標準旨在幫助測試工業(yè)設備在存在這些 EMC 威脅時的穩(wěn)健性和可靠性。國際電工委員會 (IEC) 創(chuàng)建并維護了 IEC 61009-4 系列 EMC 標準。標準是：一系列相關國際標準可幫助設計人員，這些標準旨在幫助測試工業(yè)設備在存在這些 EMC 威脅時的穩(wěn)健性和可靠性。國際電工委員會 (IEC) 創(chuàng)建并維護了 IEC 61009-4 系列 EMC 標準。標準是：IEC 61000-4-2 的 ESD 抗擾性IEC 61000-4-2 的 ESD 抗擾性IEC 61000-4-4 抗 EFTIEC 61000-4-4 抗 EFTIEC 61000-4-5 瞬態(tài)浪涌抗擾度IEC 61000-4-5 瞬態(tài)浪涌抗擾度這些標準中的每一個都指定了測試以確保設備能夠承受相關的 EMC 威脅。每個測試都采用特定的波形，以突發(fā)方式應用，以模擬給定類型的事件。與每個單獨波形相關的功率各不相同，ESD 功率最小。浪涌瞬態(tài)波形具有最大的功率（圖 1）。這些標準中的每一個都指定了測試以確保設備能夠承受相關的 EMC 威脅。