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功率電感:單片機應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(二)

2015/8/13

  (5)漏電耦合:

  這種耦合是純電阻性的,在絕緣不好時就會發(fā)生。

  常用硬件抗干擾技術(shù)

  針對形成干擾的三要素,采取的抗干擾主要有以下手段。

  1 抑制干擾源

  抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt,di/dt。這是抗干擾設(shè)計中優(yōu)先考慮和重要的原則,常常會起到事半功倍的效果。 減小干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯(lián)電容來實現(xiàn)。減小干擾源的di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實現(xiàn)。

  抑制干擾源的常用措施如下:

  (1)繼電器線圈增加續(xù)流二極管,消除斷開線圈時產(chǎn)生的反電動勢干擾。僅加續(xù)流二極管會使繼電器的斷開時間滯后,增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時間內(nèi)可動作更多的次數(shù)。

 �。�2)在繼電器接點兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯(lián)電路,電阻一般選幾K 到幾十K,電容選0.01uF),減小電火花影響。

 �。�3)給電機加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短。

 �。�4)電路板上每個IC要并接一個0.01μF~0.1μF高頻電容,以減小IC對電源的影響。注意高頻電容的布線,連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短,否則,等于增大了電 容的等效串聯(lián)電阻,會影響濾波效果。

 �。�5)布線時避免90度折線,減少高頻噪聲發(fā)射。

  (6)可控硅兩端并接RC抑制電路,減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個噪聲嚴(yán)重時可能會把可控硅擊穿的)。

   2 切斷干擾傳播路徑

  按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類。

  所謂傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用信號的頻帶不同,可以通過在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播,有時也可加隔離光耦來解決。電源噪聲的危害大,要特別注意處理。

  所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距,用地線把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩。

  切斷干擾傳播路徑的常用措施如下:

  (1)充分考慮電源對單片機的影響。電源做得好,整個電路的抗干擾就 解決了一大半。

  許多單片機對電源噪聲很敏感,要給單片機電源加濾波電路或穩(wěn)壓器,以減小電源噪聲對單片機的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當(dāng)然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。

 �。�2)如果單片機的I/O口用來控制電機等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離(增加π形濾波電路)。

  (3)注意晶振布線。晶振與單片機引腳盡量靠近,用地線把時鐘區(qū)隔離起來,晶振外殼接地并固定。

 �。�4)電路板合理分區(qū),如強、弱信號,數(shù)字、模擬信號。盡可能把干擾源(如電機、繼電器)與敏感元件(如單片機)遠(yuǎn)離。

 �。�5)用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離。數(shù)字地與模擬地要分離,后在一點接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則。

 �。�6)單片機和大功率電感器件的地線要單獨接地,以減小相互干擾。 大功率器件盡可能放在電路板邊緣。

 �。�7)在單片機I/O口、電源線、電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件如磁珠、磁環(huán)電感、電源濾波器、屏蔽罩,可顯著提高電路的抗干擾性能。

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