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    新十一选五走势图河北:智能型剩余电流?;て鱁MC的设计方案介绍

    电子设计 ? 2018-11-07 08:40 ? 次阅读

    山东11选5走势图 www.iic6.com 导读:本文提出了一种基于单片机设计的智能型剩余电流?;て?。从多个方面介绍该智能型剩余电流?;て鞯?a href='//www.iic6.com/tags/emc/' target='_blank' class='arckwlink_hide'>EMC设计方法,通过软件和硬件的配合,从而实现减少高频辐射对系统的影响。

    1? 能型剩余电流?;て飨低辰樯?/p>

    EMC是指设备或系统在其电磁环境中能工作且不对该环境中任何物体构成不能承受的电磁骚扰的能力。剩余电流?;て髯魑缤┒斯?a target='_blank' class='arckwlink_hide'>电线路?;ぷ爸茫?00V以下),必须满足。

    EMC国家标准GB/T17626.5-1999要求,取得3C认证,才能投入电网运行。图1为用P87LPC767单片机设计的智能型剩余电流?;て飨低晨蛲?,在电路设计、软件设计、PCB板设计等方面同步考虑其EMC设计。剩余电流?;て魇且恢值脱沟缙魃璞?,内部没有大功率的高频电路,电磁辐射微弱,它产生的电磁骚扰对其他设备影响很小,这方面不是EMC设计的重点。剩余电流?;て鱁MC设计的重点是其在受到其他设备产生的电磁干扰时能保持稳定工作的能力,也即抗干扰能力。剩余电流?;て魇艿降母扇胖饕醋缘缤旧?,主要有线路突然断路或雷电瞬变过压引起的单极性浪涌(冲击),以及由于闪电、接地故障或切换电感性设备而引起的信号参数产生瞬时扰动,这两方面是EMC设计的重点,也是设计的难点。下文从多个方面介绍该智能型剩余电流?;て鞯腅MC设计方法。

    智能型剩余电流?;て鱁MC的设计方案介绍

    图1:智能型剩余电流?;て飨低晨蛲?/p>

    2? 系统的抗干扰设计

    该剩余电流?;て鞑捎肞87LPC767单片机,剩余电流的采样检测、计算、显示、动作判据、?;ざ鞯闹葱械戎匾ぷ鞫加傻テ瓿?,单片机系统本身的抗干扰能力直接决定整个?;て鞯目垢扇拍芰?。而单片机本身的时钟信号、复位电路、中断信号、取样信号等又容易受到电磁干扰的影响,消除或抑制电磁干扰信号对单片机的影响十分重要。

    具体从以下几个方面进行设计:

    单片机工作电源和系统其他电路电源分开设计,避免其他电路对单片机工作电源产生影响,单片机工作电源设计留有足够的余量,防止电源的波动影响单片机工作。在设计PCB板时,在单片机电源引脚接电容和瞬态电压抑制器(TVS),如图2所示。100 μF电解电容存储的能量在电源波动时(降低)释放出来,保持电源稳定;0.1μF的高频电容可以吸收电源上的高频干扰;TVS吸收瞬态浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,保持单片机工作电源稳定。

    智能型剩余电流?;て鱁MC的设计方案介绍

    图2:单片机电源引脚设计

    系统软件设计上,启用P87LPC767内部的看门狗,防止PC受到干扰而失控,引起程序乱飞,进入“死循环”.在程序存储空间的非程序区设置软件陷阱,当由于干扰使操作系统失控而进入非程序区时,将引导指令转向专门对程序出错进行处理的程序,使程序纳入正轨。

    3? 频干扰的消除--“采样监测”法

    由于闪电、接地故障或切换电感性设备而引起的信号参数产生瞬时扰动,产生的高频干扰信号主要是通过系统进线电源进入系统内部。检测这方面的抗干扰能力,主要是通过“电快速瞬变脉冲群抗扰度试验”验证。根据低压电器产品试验标准要求,试验时在供电输入端叠加频率为2500Hz,幅度4000V的群脉冲,分别进行相线、地线的差模、共模,正极性、负极性试验,每项试验时间均为1min,群脉冲的波形如图3所示。如果在“电快速瞬变脉冲群抗扰度试验”过程中?;て鞑徊蠖?,则这方面的抗干扰能力就是合格的。

    智能型剩余电流?;て鱁MC的设计方案介绍

    图3:电快速瞬变群脉冲试验波形

    本系统利用“采样监测”法对电源上的高频干扰进行监测,给出相应的标志,由软件程序进行相应的处理,避免?;て魑蠖?。详细原理如下:

    为保证剩余电流测量的实时性,该?;て鞑捎檬植裳ú饬渴S嗟缌?,将剩余电流信号转换为图4所示的波形,送给P87LPC767单片机内部的A/D进行采样测量。

    智能型剩余电流?;て鱁MC的设计方案介绍

    图4:剩余电流采样波形

    数字采样方法具有数字滤波效果,对信号的通道干扰有抑制作用。设定每个周期采样100个点,由定时器T0产生采样时间间隔。将系统某相进线电源(如A相) 信号经过降压、整形电路如图5所示,转换为方波信号。作为单片机中断0的触发信号,在正常情况下电源信号的频率为50Hz左右,在两次中断期间,对剩余电流的采样次数为100次。

    当电源有高频干扰信号时,转换的方波信号也同步受到干扰,频率也叠加有高频脉冲,将对中断产生影响,两次中断触发的时间缩短,则两次中断期间对剩余电流的采样次数也将小于100次。利用单片机中断对剩余电流采样过程的监测,可以判断出系统是否受到高频干扰,采取相应的软件处理可以避免?;て鞯奈蠖?。

    智能型剩余电流?;て鱁MC的设计方案介绍

    图5:A相电源降压、整形电路

    系统主程序通过对bgrc1进行判断,如果有效进行干扰软件处理,无效则采用测量过程没有受到电源的高频干扰,进行正常的计算处理。

    4? 其他抗干扰措施

    断路或雷电瞬变过压引起的单极性浪涌,也是?;て鞯绱偶嫒萆杓频闹氐?。在电源线的火线和零线间加入氧化压敏电阻,当加在压敏电阻两端的电压低于标称电压时,其电阻几乎无穷大,稍超过额定值后,电阻值便急剧下降,反应时间为ns级。压敏电阻可以使浪涌干扰大幅衰减,减小对其他电路的影响。

    在设计剩余电流?;て鱌CB板时,综合考虑各种可能影响?;て餍阅艿囊蛩?,提高PCB对干扰的抑制能力。强电电路集中线路板边缘一端,并与弱电部分保持适当距离。模拟信号处理电路和数字处理电路分离,由于采用单片机内部的A/D,两者不能做到完全分离,布线时使模拟地和数字地只在一点共地。系统电源线和地线加粗,空白的地方覆铜,采用网状结构,作为数字地的一部分,减小模拟信号对数字处理电路的干扰。单片机系统时钟电路尽可能靠近芯片引脚,并与其他器件和PCB走线保持适当空间,减少高频辐射对系统的影响。

    5? 结束

    由于采取的硬件、软件措施正确有效,该?;て魉忱ü瞬沸褪绞匝?,取得3C认证,运行可靠,没有出现误动作。采用单片机的中断,监测系统的电源干扰,继而监测交流信号的采样过程。实践证明,通过软件和硬件的配合,是消除交流采样系统高频干扰的有效方法。


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    当设计一个电路板时,首先要考虑的是PCB板的层数及信号、电源、地的分布。层数的决定在于功能规格、噪声....
    发表于 04-15 15:04 ? 501次 阅读
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    开关噪声EMC通过添加电容器来降噪

    噪声分很多种,性质也是多种多样的。所以,噪声对策(即降低噪声的方法)也多种多样。在这里主要谈开关电源....
    发表于 04-14 09:01 ? 306次 阅读
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    如何防止汽车电子设备的辐射骚扰

    “辐射骚扰”超标指的是电子产品对外发射电磁波强度超过了法规限制。由此可能引起周围设备或系统性能降低,....
    发表于 04-11 15:39 ? 397次 阅读
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    电子产品的电磁干扰测试标准解析

    当谈论到电磁干扰时,一般来将有两种干扰源;一种是传导干扰(EMS),主要是电子设备产生的干扰信号通过....
    发表于 04-11 15:34 ? 280次 阅读
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    现代电磁兼容EMC设计与整改技术的详细资料说明

    本文档的主要内容详细介绍的是现代电磁兼容EMC设计与整改技术的详细资料说明包括了:1.电磁兼容控制与....
    发表于 04-11 08:00 ? 170次 阅读
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