Signalerde mit Schutzerde verbinden?

Wir entwickeln ein Produkt, das die EMV-Richtlinien erfüllen muss. Es besteht aus einer Metallrückplatte, die zu einem Chassis gefaltet ist (die Vorderseite ist offen). Auf der Rückseite ist ein SMPS angebracht. und darüber hinaus haben wir unsere Hauptplatine, die eine Signalmasseebene auf der Oberseite der Platine hat. Das Ganze wird von einer Plastikabdeckung mit etwas Platz für die Benutzeroberfläche auf der Platine umgeben. Siehe Bild zur Verdeutlichung.

Alle SMD-Komponenten befinden sich auf der Rückseite der Platine, die Vorderseite hat die GND-Ebene. Das Produkt wird in einer Master-Slave-Konfiguration über RS-485 angeschlossen. Da die Einheiten weit voneinander entfernt und an verschiedenen Netzstromkreisen angeschlossen sein können, können große Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Erdungen bestehen, daher verbinden wir auch die Signalerde mit der RS-485-Verbindung.

Meine Frage ist: (Wie) müssen wir die Signalerde mit der Sicherheitserde (Metallrückwand) verbinden? Ich verstehe, wenn wir die Signalerde mit der Sicherheitserde verbinden und auch die einzelnen Signalerden zwischen den Einheiten verbinden, erzeugen wir eine Erdungsschleife.

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Antworten (3)

OK, Sie haben hier mehrere Probleme.

Kommunikation

BEARBEITEN: Obwohl RS-485 differentiell ist, benötigt es einen "Masse" -Rückweg, um unsymmetrische Signalströme zu verarbeiten. Da die Entfernung lang ist und die Gründe sehr unterschiedlich sein können, ist Isolation die beste Wahl. Da Sie die Anforderungswerte nicht definiert haben, ist es unmöglich, Ihnen genau zu sagen, wie.

Isoliert kann das Gerät bedeuten, das Andy erwähnt, oder die Opto-Kopplung der Eingänge.

Verkabelung

Auch hier haben Sie nicht angedeutet, welche Art von Verkabelung Sie für den Transport des RS-485 verwenden möchten, insbesondere, ob das Kabel abgeschirmt ist oder nicht, und, was noch wichtiger ist, ob die aus Ihrer Platine herausragenden Anschlüsse aus Sicherheitsgründen geerdet werden müssen.

Wenn die Anschlüsse metallisch sichtbar oder vielmehr metallisch berührbar sind, müssen sie mit dem Chassis sicher geerdet werden.

Wenn die Kabel abgeschirmt sind, sollte die Abschirmung entweder fest mit der Schutzerde verbunden oder locker über 10-nF-Kondensatoren parallel zu einem 1-Meg-Widerstand geerdet werden.

Letzteres ist möglicherweise nicht möglich, wenn die Abschirmung des betreffenden Steckers am Steckergehäuse befestigt ist, das wiederum mit dem Stecker des Geräts verbunden ist, den Sie bereits zuvor geerdet haben. Das ist unvermeidlich.

Im Inneren

Die Systemerde sollte in der Tat mit der Sicherheitserde verbunden werden, entweder durch eine feste Verbindung oder über eine Kondensator-Widerstands-Kombination. Das Erdungssystem ist so ausgelegt, dass keine Ströme aus dem System selbst durch diese Erdungen fließen. Das heißt.. KEINE SIGNALRÜCKKEHRSTRÖME.

Diese Erdungsverbindung erfüllt zwei Funktionen: Sie verhindert statische Aufladung in Ihrer Elektronik und bietet einen Fluchtweg für EMV- und EMI-Ströme.

Alle Sicherheitserdungen sollten einzeln sternförmig mit einem einzigen Anschlusspunkt verbunden werden.

Aber in diesem Anwendungshinweis- Link von TI heißt es, dass man die RS-485 immer mit einem Erdungskabel verbinden sollte? Die zu verwendenden Kabel hängen vom Geräteinstallateur ab, im schlimmsten Fall kann es sich um ein einfaches Kabel handeln, nicht einmal um ein verdrilltes Kabel ... Geschweige denn um ein abgeschirmtes Kabel. Obwohl wir in der Installationsanleitung angeben können, dass dies erforderlich ist, möchten wir für den schlimmsten Fall entwerfen. Vielen Dank für den Hinweis zur Verbindung von Signal-GND mit Sicherheits-GND!
@BertVano hmmm ... Nun, sie haben da irgendwie einen Punkt ... dann wäre es besser, dich zu isolieren.

Einfach und sinnvoll ist die Verwendung von isolierten RS485-Transceivern. Schließen Sie Erdungen (aus Gründen der EMV und der Kommunikationsintegrität) über 10-nF-Kondensatoren an, die ausreichend bemessen sind, um Leistungs-Wechselspannungsunterschiede auszugleichen.

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Dies ist ein sehr großes Thema, zu dem Sie nicht annähernd genug Informationen gegeben haben, um es zu beantworten. Wenn Sie eine echte Antwort wollen, müssen Sie einen Techniker einstellen und ihm mindestens eine Woche Zeit geben, um alles zu verstehen.

Es gibt zwei Optionen, die von den meisten Menschen in Betracht gezogen werden: alles mit großen sicheren Pfaden erden oder alles isolieren (wie in einer anderen Antwort erwähnt) und differenzielle Signalisierung haben.

Meine Antwort ist: Gestalten Sie das System richtig.

Sie beschreiben eine "Sicherheitserde" und eine "Signalerde". Da ich das System nicht kenne, weiß ich nicht, was diese beiden sind. Sie müssen sicherstellen, dass Sie einen Rückweg mit niedriger Induktivität haben. Das bedeutet, die Abstände für den vollen Weg für jedes Signal so kurz wie möglich zu halten. Ich nehme an, die Sicherheitserde ist Ihr ESD-Rückweg? Stellen Sie sicher, dass der Pfad von den ESD-Dioden zu dieser Sicherheitserde so kurz wie möglich ist, und halten Sie die Schleife klein. Die Signalerde muss mit der Signalquelle verbunden werden (stellen Sie sicher, dass die Route so klein wie möglich ist, Sie können von der Verwendung der Sicherheitserdung profitieren oder nicht, abhängig von der Einrichtung und dem Rest des Systems) . Aber wirklich, es gibt viel zu viel zu vertiefen und zu wenig Informationen zu geben.

Die einzige schnelle Antwort, die ich geben kann, ist, Andy alias zuzustimmen und vorzuschlagen, sich für eine differenzielle Signalisierung zu entscheiden, um die Notwendigkeit eines Signalrückwegs zu beseitigen.

Die Sicherheitserde ist mit der Netzerde verbunden (da es sich um ein Metallgehäuse handelt, ist dies obligatorisch), die Signalerde ist die Null-Volt-Referenz, die über die Leiterplatte geteilt wird. Auch die Transceiver sind bereits differentiell, aber wir müssen GND zwischen den Einheiten verbinden, um mögliche "Signalmasse" -Unterschiede zwischen den Einheiten zu vermeiden, da unsere Transceiver eine maximale Gleichtaktspannungsdifferenz von -7 / +12 V haben.