變頻空調(diào)單片機(jī)測控系統(tǒng)的抗干擾分析與設(shè)計(jì)

1引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)在各種家電產(chǎn)品中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它的穩(wěn)定性工作是衡量其質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。因此，有效地抑制單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部和外部的電磁噪聲干擾，使單片機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中長期可靠地工作，是一個(gè)亟待解決的電磁兼容問題。

在我們設(shè)計(jì)的變頻空調(diào)電控系統(tǒng)中，由于其所處環(huán)境比較惡劣，特別是在冬季與夏季強(qiáng)功率運(yùn)行時(shí)，由壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)所引起的機(jī)械振動，電器設(shè)備（如斬波器、電動機(jī)等）所產(chǎn)生的干擾，室內(nèi)外環(huán)境的溫差（－20℃～40℃），都會影響單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作。這就要求在設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)必須考慮到各種影響其正常工作的因素，并采取相應(yīng)的有效措施。當(dāng)然，單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性是由多種因素決定的，但系統(tǒng)的抗干擾性能是系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)。因此，抗干擾設(shè)計(jì)是整體設(shè)計(jì)工作中的一個(gè)重要內(nèi)容。

2硬件的抗干擾設(shè)計(jì)

實(shí)際單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，干擾一般都是以脈沖的形式進(jìn)入系統(tǒng)的。其主要形式有三種，如圖1所示。

（1）空間場輻射干擾干擾以電磁輻射的形式耦

合進(jìn)入系統(tǒng)；

（2）電源系統(tǒng)干擾干擾通過地線和電源線進(jìn)入系

統(tǒng)。地線和電源線是傳導(dǎo)電磁干擾的一個(gè)主要通道，這是由于地線和電源線是數(shù)字集成電路所有電流的通路。

（3）過程通道干擾干擾通過與主機(jī)的前向通道、后向通道以及與其他主機(jī)的相互通道進(jìn)入系統(tǒng)。[1]

針對這種情況，在控制方法設(shè)計(jì)上，除了采用眾所周知的抑制干擾傳播的技術(shù)，如屏蔽、接地、搭接、合理布線等方法外，還采取了回避和疏導(dǎo)的技術(shù)處理，如空間方位分離，以及電氣隔離等措施。

21空間場輻射抗干擾措施

空間場輻射干擾主要由數(shù)字信號源產(chǎn)生，一般是由高頻脈沖信號的高次諧波造成的，通常以差模和共模兩種噪聲模式產(chǎn)生輻射。差模噪聲的輻射是高頻噪聲電流在信號電路中流動時(shí)產(chǎn)生的，共模噪聲的輻射則是因?yàn)殡娐分械木€阻抗或感抗產(chǎn)生的電位差引起的。針對這一情況，采用合理的布線、良好的屏蔽與正確的接地，增加高頻濾波，盡量減小系統(tǒng)中各工作環(huán)節(jié)的阻抗等一系列措施；對于功率模塊和單片機(jī)系統(tǒng)的結(jié)合部位，采用空間分離的措施，把強(qiáng)電和弱電的結(jié)合部位分離開來。使得這一問題得到了良好的解決。

22電源系統(tǒng)抗干擾措施

電源系統(tǒng)干擾包括電源干擾和地線干擾。本系統(tǒng)采用220V市電供電，故電網(wǎng)上及其它電器所產(chǎn)生的干擾都會通過電源進(jìn)入系統(tǒng)。主要采用了以下幾種解決辦法：

圖1單片機(jī)系統(tǒng)主要干擾渠道

圖2系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)總圖