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智能型剩余电流保护器电磁兼容设计

2010-04-032020徐江海 王恒龙 孙宗翰

     当电源有高频干扰信号时,转换的方波信号也同步受到干扰,频率也叠加有高频脉冲,将对中断产生影响,两次中断触发的时间缩短,则两次中断期间对剩余电流的采样次数也将小于100次。利用单片机中断对剩余电流采样过程的监测,可以判断出系统是否受到高频干扰,采取相应的软件处理可以避免保护器的误动作。

    监测采样的软件程序如下:


}
    系统主程序通过对bgrc1进行判断,如果有效进行干扰软件处理,无效则采用测量过程没有受到电源的高频干扰,进行正常的计算处理。

3 其他抗干扰措施

    断路或雷电瞬变过压引起的单极性浪涌,也是保护器电磁兼容设计的重点。在电源线的火线和零线间加入氧化锌压敏电阻,当加在压敏电阻两端的电压低于标称电压时,其电阻几乎无穷大,稍超过额定值后,电阻值便急剧下降,反应时间为ns级。压敏电阻可以使浪涌干扰大幅衰减,减小对其他电路的影响。

    在设计剩余电流保护器PCB板时,综合考虑各种可能影响保护器性能的因素,提高PCB对干扰的抑制能力。强电电路集中线路板边缘一端,并与弱电部分保持适当距离。模拟信号处理电路和数字处理电路分离,由于采用单片机内部的A/D,两者不能做到完全分离,布线时使模拟地和数字地只在一点共地。系统电源线和地线加粗,空白的地方覆铜,采用网状结构,作为数字地的一部分,减小模拟信号对数字处理电路的干扰。单片机系统时钟电路尽可能靠近芯片引脚,并与其他器件和 PCB走线保持适当空间,减少高频辐射对系统的影响。

结 语

    由于采取的硬件、软件措施正确有效,该保护器顺利通过了产品型式试验,取得3C认证,运行可靠,没有出现误动作。采用单片机的中断,监测系统的电源干扰,继而监测交流信号的采样过程。实践证明,通过软件和硬件的配合,是消除交流采样系统高频干扰的有效方法。

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