2、系統(tǒng)高頻干擾的消除——“采樣監(jiān)測(cè)”法

　　由于閃電、接地故障或切換電感性設(shè)備而引起的信號(hào)參數(shù)產(chǎn)生瞬時(shí)擾動(dòng)，產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)主要是通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)線電源進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部。檢測(cè)這方面的抗干擾能力，主要是通過(guò)“電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)”驗(yàn)證。根據(jù)低壓電器產(chǎn)品試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)時(shí)在供電輸入端疊加頻率為2500Hz，幅度4000V的群脈沖，分別進(jìn)行相線、地線的差模、共模，正極性、負(fù)極性試驗(yàn)，每項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)間均為1min，群脈沖的波形。如果在“電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)”過(guò)程中保護(hù)器不產(chǎn)生誤動(dòng)作，則這方面的抗干擾能力就是合格的。

　　本系統(tǒng)利用“采樣監(jiān)測(cè)”法對(duì)電源上的高頻干擾進(jìn)行監(jiān)測(cè)，給出相應(yīng)的標(biāo)志，由軟件程序進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免保護(hù)器誤動(dòng)作。詳細(xì)原理如下：為保證剩余電流測(cè)量的實(shí)時(shí)性，該保護(hù)器采用數(shù)字采樣法測(cè)量剩余電流，將剩余電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為所示的波形，送給P87LPC767單片機(jī)內(nèi)部的A／D進(jìn)行采樣測(cè)量。

　　數(shù)字采樣方法具有數(shù)字濾波效果，對(duì)信號(hào)的通道干擾有抑制作用。設(shè)定每個(gè)周期采樣100個(gè)點(diǎn)，由定時(shí)器T0產(chǎn)生采樣時(shí)間間隔。將系統(tǒng)某相進(jìn)線電源(如A相)信號(hào)經(jīng)過(guò)降壓、整形電路，轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)。作為單片機(jī)中斷0的觸發(fā)信號(hào)，在正常情況下電源信號(hào)的頻率為50Hz左右，在兩次中斷期間，對(duì)剩余電流的采樣次數(shù)為100次。當(dāng)電源有高頻干擾信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)換的方波信號(hào)也同步受到干擾，頻率也疊加有高頻脈沖，將對(duì)中斷產(chǎn)生影響，兩次中斷觸發(fā)的時(shí)間縮短，則兩次中斷期間對(duì)剩余電流的采樣次數(shù)也將小于100次。

　　利用單片機(jī)中斷對(duì)剩余電流采樣過(guò)程的監(jiān)測(cè)，可以判斷出系統(tǒng)是否受到高頻干擾，采取相應(yīng)的軟件處理可以避免保護(hù)器的誤動(dòng)作。系統(tǒng)主程序通過(guò)對(duì)bgrc1進(jìn)行判斷，如果有效進(jìn)行干擾軟件處理，無(wú)效則采用測(cè)量過(guò)程沒(méi)有受到電源的高頻干擾，進(jìn)行正常的計(jì)算處理。

　　其他抗干擾措施斷路或雷電瞬變過(guò)壓引起的單極性浪涌，也是保護(hù)器電磁兼容設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。在電源線的火線和零線間加入氧化鋅壓敏電阻，當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓低于標(biāo)稱電壓時(shí)，其電阻幾乎無(wú)窮大，稍超過(guò)額定值后，電阻值便急劇下降，反應(yīng)時(shí)間為ns級(jí)。壓敏電阻可以使浪涌干擾大幅衰減，減小對(duì)其他電路的影響。

　　在設(shè)計(jì)剩余電流保護(hù)器PCB板時(shí)，綜合考慮各種可能影響保護(hù)器性能的因素，提高PCB對(duì)干擾的抑制能力。強(qiáng)電電路集中線路板邊緣一端，并與弱電部分保持適當(dāng)距離。模擬信號(hào)處理電路和數(shù)字處理電路分離，由于采用單片機(jī)內(nèi)部的A／D，兩者不能做到完全分離，布線時(shí)使模擬地和數(shù)字地只在一點(diǎn)共地。系統(tǒng)電源線和地線加粗，空白的地方覆銅，采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，作為數(shù)字地的一部分，減小模擬信號(hào)對(duì)數(shù)字處理電路的干擾。單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘電路盡可能靠近芯片引腳，并與其他功率電感器件和PCB走線保持適當(dāng)空間，減少高頻輻射對(duì)系統(tǒng)的影響。

　　結(jié)語(yǔ)

　　由于采取的硬件、軟件措施正確有效，該保護(hù)器順利通過(guò)了產(chǎn)品型式試驗(yàn)，取得3C認(rèn)證，運(yùn)行可靠，沒(méi)有出現(xiàn)誤動(dòng)作。采用單片機(jī)的中斷，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電源干擾，繼而監(jiān)測(cè)交流信號(hào)的采樣過(guò)程。實(shí)踐證明，通過(guò)軟件和硬件的配合，是消除交流采樣系統(tǒng)高頻干擾的有效方法。