变频空调单片机测控系统的抗干扰设计

liyf · 发表于 2012-1-27 14:35:15

1引言
随着科学技术的发展，单片机在各种家电产品中得到了越来越广泛的应用，它的稳定性工作是衡量其质量好坏的重要指标。因此，有效地抑制单片机系统内部和外部的电磁噪声干扰，使单片机系统在实际运行环境中长期可靠地工作，是一个亟待解决的电磁兼容问题。
在我们设计的变频空调电控系统中，由于其所处环境比较恶劣，特别是在冬季与夏季强功率运行时，由压缩机、风机高速运转所引起的机械振动，电器设备（如斩波器、电动机等）所产生的干扰，室内外环境的温差（－20℃～40℃），都会影响单片机系统的正常工作。这就要求在设计单片机系统时必须考虑到各种影响其正常工作的因素，并采取相应的有效措施。当然，单片机系统的可靠性是由多种因素决定的，但系统的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。因此，抗干扰设计是整体设计工作中的一个重要内容。
2硬件的抗干扰设计
实际单片机应用系统中，干扰一般都是以脉冲的形式进入系统的。其主要形式有三种，如图1所示。
（1）空间场辐射干扰干扰以电磁辐射的形式耦
合进入系统；
（2）电源系统干扰干扰通过地线和电源线进入系
统。地线和电源线是传导电磁干扰的一个主要通道，这是由于地线和电源线是数字集成电路所有电流的通路。
（3）过程通道干扰干扰通过与主机的前向通道、后向通道以及与其他主机的相互通道进入系统。[1]
针对这种情况，在控制方法设计上，除了采用众所周知的抑制干扰传播的技术，如屏蔽、接地、搭接、合理布线等方法外，还采取了回避和疏导的技术处理，如空间方位分离，以及电气隔离等措施。
21空间场辐射抗干扰措施
空间场辐射干扰主要由数字信号源产生，一般是由高频脉冲信号的高次谐波造成的，通常以差模和共模两种噪声模式产生辐射。差模噪声的辐射是高频噪声电流在信号电路中流动时产生的，共模噪声的辐射则是因为电路中的线阻抗或感抗产生的电位差引起的。针对这一情况，采用合理的布线、良好的屏蔽与正确的接地，增加高频滤波，尽量减小系统中各工作环节的阻抗等一系列措施；对于功率模块和单片机系统的结合部位，采用空间分离的措施，把强电和弱电的结合部位分离开来。使得这一问题得到了良好的解决。
22电源系统抗干扰措施
电源系统干扰包括电源干扰和地线干扰。本系统采用220V市电供电，故电网上及其它电器所产生的干扰都会通过电源进入系统。主要采用了以下几种解决办法：

图1单片机系统主要干扰渠道

图2系统抗干扰设计总图

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