一款485通讯隔离产品的EMC设计与改善
2012-06-09张同兴钱剑敏
张同兴,钱剑敏,王 安
(1.东华大学 上海 201619;2.上海航锐电源科技有限公司 上海 201101)
为了便于PC机采集产品(具有RS-485接口)数据,需要在上位机添加一个COM口,从而实现PC与产品信息的互通。产品设计之初,并未充分考虑到EMC要求,导致认证失败,项目进度拖延。为了降低产品EMI,后续在实验基础上提出并实施了多项改进措施,使产品顺利通过FCC Class B认证。
1 产品设计及EM I分析
该产品使用USB供电,当连接至电脑后,在电脑上虚拟出一个COM口。通过该COM端口,PC机则可以与外部RS-485设备进行通讯。考虑到通讯的稳定及可靠性,系统选用了Analog Device具有信号及电源隔离功能的RS-485转换芯片ADM2587。
产品设计之初,即改板前,PCB采用普通的两层板,地层填充在信号/电源层上,以ADM2587芯片为基准,隔离距离为6 mm。FCC Class B认证辐射测试结果如图1(a)所示。
由结果可知,在400 MHz和810 MHz频率点上,辐射超标分别为11 dB和6 dB。因为RS485电平转换芯片ADM2587使用了isoPower技术,应用高频率开关元件通过变压器实现功率转换,该功能类似开关电源,但其工作频率比标准DC-DC转换器高3个数量级,使转换器工作所产生的噪声落在30 MHz至1 GHz范围内,因而产生辐射问题[3]。
2 原理改进
为了达到认证要求,必须综合运用多项抗电磁辐射技术。
铁氧体磁珠广泛应用于印制电路板,专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。它等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。它比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。……
