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分析家电电路操控中的一切EMC疑问

作者:  来源:   更新时间:2015-03-20  阅读数:383

家电操控板的小体积,低本钱决议了在线路中不会运用高本钱的资料来处理其电磁搅扰疑问。家电操控板的搅扰首要来自三大方面:一是操控板自身发生的搅扰,二是来自负载的搅扰,三是来自线路上的搅扰。处理这些搅扰能够别离选用不一样的计划来到达。

1 操控板自身发生的搅扰

家电操控板中常用的继电器、可控硅以及高频时钟等,都也许成为小家电操控板的自身搅扰源。关于以上搅扰,能够从以下方面入手来处理:

● 在继电器线圈添加续流二极管,消除断开线圈时发生的反电动势搅扰。
● 在继电器接点两头并接火花按捺电路(通常是RC串联电路,电阻通常选几千欧到几十千欧,电容选0.01μF,以减小电火花影响)。
● 在电路板上每个IC上并接一个0.01~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。但应留意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,不然,等于增大了电容的等效串联电阻,而这会影响滤波作用。
● 布线时应避免90°折线,并尽量削减高频噪声发射。
● 在可控硅两头并接RC按捺电路,减小可控硅发生的噪声(该噪声严峻时也许会把可控硅击穿)。
● 留意晶振布线。晶振与芯片引脚应尽量靠近,并用地线把时钟区阻隔起来,晶振外壳要接地并固定。最好在能运用低速晶振的场合尽也许选用低速晶振。
● 对电路板合理分区(如强、弱信号,数字、模拟信号)。尽也许把搅扰源(如电机、继电器)与灵敏元件(如单片机)远离。
● 沟通端用电感电容滤波:去掉高频低频搅扰脉冲,VCC和GND之间接电解电容及瓷片电容,以去掉高、低频搅扰信号。

2 操控板自身的传导搅扰

为了避免操控板电路发生的传导搅扰,可在电路的进入口(即AC两头)并接上一个电容C,图1所示是一个简略的电容抗扰电路衔接图。图中的电容归于安全电容,但有必要在该电容的两头并联一个安全电阻,以避免电源线拔插时电源线插头长期带电。由于安全规范规则,当正在作业当中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两头所带的电压(或对地电位)应小于本来电压的30%。



图1 电容抗扰电路


该电容有必要经过安全检查部门认证往后才干运用。电容的耐压通常都标有安全认证标志和AC250V或AC275V字样,但其真实的直流耐压应到达2000V以上。而且在运用的时分,不要随意用AC250V或DC400V之类的电容来代用。

抗扰电容通常都选用纹波电流比较大的聚脂薄膜安全电容,这种电容体积通常都很大,答应刹那间充放电的电流也很大,即内阻比较小。而通常电容纹波电流的目标通常都很小,动态内阻较大,因而,用通常电容替代安全电容,除了耐压条件不能满意以外,通常纹波电流目标也难以满意需求。

实际上,光靠用安全电容就想把传导搅扰信号彻底滤除是不也许的。由于搅扰信号的频谱非常宽,根本覆盖了几十千赫到几百兆赫乃至上千兆赫的频率规模。通常对低端搅扰信号,其滤除需求很大容量的滤波电容,但受到安全条件的约束,电容的容量不能太大;而对高端搅扰信号的滤除,大容量电容的滤波功能又极差,格外是聚脂薄膜电容的高频功能通常都比较差,而且聚脂薄膜介质的高频响应特性与陶瓷或云母比较相差很远,此外,通常聚脂薄膜介质都具有吸附效应,会下降电容器的作业频率。聚脂薄膜电容作业频率规模大约在1MHz,超过1MHz时其阻抗将明显添加。

因而,按捺电子操控板自身发生的传导搅扰除了选用这种电容进行滤波以外,通常还要一起选用多个电感滤波器一起组合来对搅扰进行滤波。电感滤波器归于低通滤波器,但电感滤波器也有许多种类和无数种标准(如差模、共模以及高频、低频)等,每种电感首要都是关于某一小段频率的搅扰信号而起滤除作用,而对别的频率的搅扰信号作用不大。电感量很大的电感,其线圈匝数许多,分布电容也很大,高频信号会经过分布电容旁路掉,别的,导磁率很高的磁芯,其作业频率也不高。目前,国内很多运用的电感滤波器磁芯的作业频率大多数都在75MHz以下,关于作业频率需求比较高的场合,有必要选用高频环形磁芯(高频环形磁芯导磁率通常都不高,但其漏感格外小)。

3负载搅扰

家电中的负载包含线性负载(如热水器)和非线性负载(豆浆机,绞肉机等)。非线性负载是一种频谱极宽的搅扰源,其按捺办法首要有两种:一是从非线性负载(如电机)自身入手;由于不恰当的操作、触摸器的触摸不良、炭刷不洁净等缘由,都会发生数倍于正常作业时的搅扰情况,为了削减搅扰,应当确保触摸器的触摸牢靠、开关动作的正常和触头的压力,还要坚持炭刷和换向器的洁净,确保炭刷自身的质量和换向器的光洁度;一起确保炭刷对换向器有适当的压力;最终还要使机座的固定牢靠,避免机械作业时导致的作业不稳。 其二则是选用必要的电气滤波方式,其电路衔接如图2所示。



图2 负载的电器滤波电路


该电路的意图是为搅扰电势供给一个低阻抗的通路,以按捺搅扰值。图2中,C1为电感成分较小的电容,通常为几十至几百纳法;C2选穿心电容,通常为1~4.7 nF。添加该电容的意图是为了按捺噪声,但电容的装置位置不一样,以甚高频段的搅扰按捺作用会有很大变化,所以,装置时要格外留意电容的接地外壳应与电动机座或金属外壳的最短衔接。一起应在连线时使电容器的输入、输出有些的电磁耦合尽也许地削减。
此外,还有一组典型的△形搅扰按捺器电路,可一起按捺对称和不对称搅扰。其具体电路如图3所示。



图3 Δ形搅扰按捺电路



4线路搅扰

线路搅扰的搅扰源首要来自外界电磁场在导线上感应出的电压,电源线上其它电器发射的和理性负载通断造成的搅扰,以及浪涌(雷击)发生的搅扰等。

5电磁场在电缆上的感应

电磁场在导线中感应出的电压通常是共模电压,而负载上的电压则以体系中的公共导体或大地为参阅点。通常以体系中的参阅地线面为参阅点。关于多芯电缆来说,这意味着电缆中的一切导体都暴露在同一个场中,它们上面所感应的电压取决于每根导体与参阅点之间的阻抗。按捺搅扰的办法能够运用共模移值法,其原理图如图4所示。



图4共模移值搅扰按捺电路


图4中共模扼流圈的特别绕制办法决议了它仅对共模电流有按捺作用,而对电路作业所需求的差模电流没有影响。因而,共模扼流圈是处理共模搅扰的抱负器材。抱负的共模扼流圈的低频共模按捺作用较小,而跟着频率的升高,按捺作用添加。这与平衡电路低频共模按捺比高,跟着频率升高平衡性变差,共模按捺比下降的特性正巧相反,因而它们具有互补性。所以,在平衡电路中运用共模扼流圈后,电路可在较宽的频率规模内坚持较高的共模按捺比。

6浪涌搅扰

浪涌是指电源电压和电流的变化,负载开关的闭合、自然界的雷击都也许导致浪涌,且其危害较大,有时也许导致振荡乃至烧坏全部体系。家用电器通常不会直接受到雷电的搅扰,大多是经过传导线路中的感应电流或电压导致的打扰。杰出的接地是处理这一搅扰的有效手法。

避免浪涌搅扰的常用器材有气体放电管、金属氧化物压敏电阻(MOVS)和硅瞬变吸收二级管(TVS)。图5所示是选用TVS的浪涌按捺电路。


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