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2021年电磁抗干扰来源及电路与软件抗干扰EMC专项措施.doc

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上传人:业精于勤 2021/12/8 文件大小:48 KB

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文档介绍

文档介绍:电磁抗干扰来源及电路与软件抗干扰(EMC)办法
概 述
可靠性是用电设备基木规定之一,也是所有控制单元最基木规定。它涉及两方面含义:故障时不拒动和正常时不误动。之因此会存在这两个方面隐患是由于电磁干扰存在。因而为了保障控制单元可靠工作,除了采用适当保护原理外,本章重要考虑抗干扰设计。
电磁干扰传播方式重要有两种:(1)辐射:电磁干扰能量通过空间磁场、电场或者电磁波形式使干扰源与受干扰体之间产生藕合。(2)传导:电磁干扰能量可以通过电源线和信号电缆以电压或电流方式进行传播。电磁干扰频率涉及(1)低频干扰(DC10~20Hz);(2)高频干扰(几百兆赫,辐射干扰和达几千兆赫):(3)瞬变干扰(持续周期从几毫秒到几纳秒)。
导致电力系统中形成电磁干扰因素有诸多方面,咱们懂得,同一电力系统中各种电力设备通过电和磁紧密联系起来,互相影响,由于运营方式变化、故障、开关设备操作等引起电磁振荡会对智能控制单元产生影响:此外,软起动工作在环境恶劣煤矿井下,空气非常潮湿,处处布满着煤尘,电磁干扰尤为严重。控制单元在工作时不但要受到从电网上传来“噪声”干扰,其木身也是一种很强干扰源,例如负载上电流频繁变化和通过导线空间进入单片机系统内部,导致程序跑飞,使系统工作不正常,甚至损坏系统。因此对控制单元各个某些抗干扰性能提出了较高规定,特别是单片机系统抗干扰问题。因而,在整个单片机应用系统研发过程中,始终将抗干扰性能作为系统设计时一方面考虑问题之一。
电磁干扰来源
所谓干扰,简朴来说就是指电磁干扰(Electro-Magnetic Interference 简 称 EMI),它在一定条件下干扰电子设备、通信电路正常工作。
电源干扰
电源干扰是单片机应用系统重要干扰源,据记录,实时系统干扰约70%来自
电源,电源干扰具备频带宽难以定量化、干扰因素复杂、干扰方式多变等特点。干扰信号会沿着电源线进入单元内部,通过辐射或传导藕合方式干扰其他信号或元件正常工作。由于PCB板上电源线分布很广,因此受到干扰区域会很大,导致后果会十分严重。依照干扰构成可以将电源干扰分为串模干扰和共模干扰两大类。串模干扰是叠加在电源电压正弦波上干扰信号,重要产生于供电网络和处在同一网络其他设备上,由负载变动引起电网波动、开关触电开合引起脉冲干扰及可控硅整流器等外设运营时产生高频信号等诸多因素引起:共模干扰是叠加在线路和地线之间干扰,此外由于地线构造及材料选取不当,导致地线电阻过大,当有电流流过地线时,线路上各处便会产生压降,使I/0接口电路地线和微机地线存在电位差,即存在共模电压。
静电放电干扰
直接或间接放电也许会影响单元正常工作或对单元导致危害,前者是通过直接耦合而后者则是通过辐射耦合产生放电。静电放电尖峰电压可达8KV,但是持续时间很短维持在纳秒级。
电网电压跌落和短期中断
电压跌落指电网电压值偶尔减少10%~15%,持续时间为0. 5~50个周波:短时中断则是100%电压跌落,导致上述现象因素也许是高压、中压和低压电网中偶尔产生短路、接地故障或熔断器熔断等,故障状况下持续迅速重叠闸会导致电压中断。电压跌落或短期中断会导致系统电源不能正常土作、断路器误动和丢失实时数据等。
开关浪涌电压干扰
开关浪涌电压是煤矿井下最常用干扰源,它是单极性脉冲或迅速衰减振荡波,在持续时间上单极性脉冲上升时间较长、能量大。因而电子设备正常工作受到影响,甚至会导致危害。
空间电磁干扰
煤矿井下有许多高压电网和变压器,这些高压设备在空间形成很强电磁场,
对控制单元系统形成干扰,使之不能正常作。
电磁干扰危害
电磁干扰重要危害就是影响系统正常工作,使 输入信号不能精确输入、输出信号不能 对的动作以及对中央解决单元运算和解决产生干扰。
输入通道
输入通道是系统接受数据重要通道,它涉及模仿信号和数字信号等。干扰可以使模仿信号失真,或使输入开关量和数字量出错。控制单元如果依照这种失真、错误输入信息进行运算和解决,必然会给系统带来不可设想后果。
输出通道
输出通道是智能控制装置作用于外部动作单元重要通道,它对的与否直接关系到动作可靠性能。而干扰还会使输出各个控制信号混乱,不能实现微机系统精确输出,从而导致真空开关误动和拒动,这会给生产导致很大损失和安全隐患。
中央解决单元
中央解决单元是这个系统核心,它对输入通道输送来数据进行运算和解决,得到相应成果。而干扰会使地址或数据总线上数字信号错乱,引起出一系列意想不到错误,CPU得到错误数据信息后,导致运营成果出错,并形成随后程序执行一系列错误。
硬件抗干扰办法
在一种成熟保护系统中,硬件抗干扰是必不可少,如果硬件抗干扰办法实行好,可以抑制80%干扰,并且硬件抗干