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- 【导读】 小家电电磁干扰解决办法小家电控制板中电磁干扰主要是EMS干扰,即静电放电、群脉冲、雷击浪涌等干扰,对应的干扰设备名称为:静电放电发生器、群脉冲发生器、雷击浪涌发生器。小家电控制板的
- 小家电电磁干扰解决办法
小家电控制板中电磁干扰主要是EMS干扰,即静电放电、群脉冲、雷击浪涌等干扰,对应的干扰设备名称为:静电放电发生器、群脉冲发生器、雷击浪涌发生器。小家电控制板的干扰主要来自三大方面:其一是控制板本身产生的干扰,其二是来自负载的干扰,其三是来自线路上的干扰。1. 小家电电磁干扰解决办法---控制板自身的干扰
1.1控制板本身产生的干扰
小家电控制板中常用的继电器、可控硅以及高频时钟等,都可能成为小家电控制板的自身干扰源。
对于以上干扰,其解决方法可以从以下方面人手来完成:
(1)在继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。
(2)在继电器接点两端并接火花YZ电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几千欧到几十千欧,电容选0.01μF),以减小电火花影响。
(3)在电路板上每个IC上并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。但应注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,而这会影响滤波效果。
(4)布线时应避免90度折线,并尽量减少高频噪声发射。
(5)在可控硅两端并接RCYZ电路,减小可控硅产生的噪声(该噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。
(6)注意晶振布线。晶振与芯片引脚应应尽量靠近,并用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳要接地并固定。*好在能使用低速晶振的场合尽可能选用低速晶振。
(7)对电路板合理分区(如强、弱信号,数字、模拟信号)。尽可能把干扰源(如电机、继电器)与敏感元件(如单片机)远离。
(8)交流端用电感电容滤波:去掉高频低频干扰脉冲,VCC和GND之问接电解电容及瓷片电容,以去掉高、低频干扰信号。1.2控制板本身的传导干扰
为防止控制板电路产生的传导干扰,可在电路的进人口(即AC两端)并接上一个电容C,图1所示是一个简单的电容抗扰电路连接图。图中的电容属于安全电容,但必须在该电容的两端并联一个安全电阻,以用于防止电源线拔插时电源线插头长时间带电。因为安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端所带的电压(或对地电位)必须小于原来电压的30%。
该电容必须经过安全检测部门认证过后才能使用。电容的耐压一般都标有安全认证标志和AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压应达到2000V以上。而且在使用的时候,不要随便用AC250V或DC400V之类的电容来代用。
抗扰电容一般都选用纹波电流比较大的聚脂薄膜安全电容,这种电容体积一般都很大,其允许瞬间充放电的电流也很大,即内阻比较小。而普通电容纹波电流的指标一般都很小,动态内阻比较大,因此,用普通电容代替安全电容,除了耐压条件不能满足以外,一般纹波电流指标也是难以满足要求的。
实际上,光靠用安全电容就想把传导干扰信号完全滤除是不可能的。因为干扰信号的频谱非常宽,基本覆盖了几十千赫芝到几百兆赫芝甚至上千兆赫芝的频率范围。一般对低端干扰信号,其滤除需要很大容量的滤波电容,但受到安全条件的限制,电容的容量不能太大;而对**干扰信号的滤除,大容量电容的滤波性能又极差,特别是聚脂薄膜电容的高频性能一般都比较差,并且聚脂薄膜介质的高频响应特性与陶瓷或云母相比相差很远,此外,一般聚脂薄膜介质都具有吸附效应,因此它会降低电容器的工作频率。聚脂薄膜电容工作频率范围大约都在1MHz左右,超过1MHz时其阻抗将显著增加。
因此,YZ电子控制板本身产生的传导干扰除了选用这种电容进行滤波以外,一般还要同时选用多个电感滤波器一起组合来对干扰进行滤波。电感滤波器属于低通滤波器,但电感滤波器也有很多种类和无数种规格(例如差模、共模,以及高频、低频)等,每种电感主要都是针对某一小段频率的干扰信号而起滤除作用,而对其它频率的干扰信号的滤除作用不大。因为,电感量很大的电感,其线圈匝数很多,分布电容也很大,高频信号会通过分布电容旁路掉,另外,导磁率很高的磁芯,其工作频率也不高。目前,国内大量使用的电感滤波器磁芯的工作频率大多数都在75MHz以下,对于工作频率要求比较高的场合,必须选用高频环形磁芯,高频环形磁芯导磁率一般都不高,但其漏感特别小。
2. 小家电电磁干扰解决办法---负载干扰
小家电中的负载包括线性负载(如热水器,等)和非线性负载(豆浆机,绞肉机等)。由于非线性负载为频普极宽的干扰源。因此,对于以上干扰,特别是非线性负载的干扰,其YZ方法主要有两种一是从非线性负载(如电机)本身入手。因为不恰当的操作\接触器的接触**\炭刷不干净等,都会产生数倍于正常运转时的干扰情况,为了减少干扰,就应当保证接触器的接触可靠、开\合动作的正常和触头的压力,而且还要保持炭刷和换向器的干净,还应保证炭刷本身的质量和换向器的光洁度;同时还要保护炭刷对换向器有适当的压力;*后还要使机座的固定可靠,避免机械运转时引起的运转不稳。其二则是采用必要的电气滤波方式,其电路连接如图2所示。
该电路的目的是为干扰电势提供一个低阻抗的通路,以YZ干扰值。图2中,C1为电感成分较小的电容,一般为几十~几百nF;C2选用穿心电容,一般为 1~4.7nF。增加该电容的目的是为了YZ噪声,但电容的安装位置不同,以甚高频段的干扰YZ效果会有很大变化,所以,安装时要特别注意电容的接地外壳应与电动机座或金属外壳的*短连接。同时应在连线时使电容器的输入、输出部分的电磁耦合尽可能地减少。
3. 小家电电磁干扰解决办法---线路干扰
线路干扰的干扰源主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感性负载通断造成的干扰,以及浪涌(雷击)产生的干扰等。
3.1电磁场在电缆上的感应
电磁场在导线中感应出的电压一般是共模电压,而负载上的电压则以系统中的公共导体或大地为参考点。一般以系统中的参考地线面为参考点。对于多芯电缆来说,这意味着电缆中的所有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考点之间的阻抗。YZ干扰的方法可以使用共模移值法,其原理图如图 4所示。
图4**模扼流圈的特殊绕制方法决定了它仅对共模电流有YZ作用,而对电路工作所需要的差模电流没有影响。因此,共模扼流圈是解决共模干扰的理想器件。理想的共模扼流圈的低频共模YZ作用较小,而随着频率的升高,YZ效果增加。这与平衡电路低频共模YZ比高,随着频率升高平衡性变差,共模YZ比降低的特性正好相反,因此它们具有互补性。所以,在平衡电路中使用共模扼流圈后,电路可在较宽的频率范围内保持较高的共模YZ比。
3.2浪涌干扰
浪涌是指电源电压和电流的变动,负载开关的闭合、自然界的雷击都可能引起浪涌,且其危害较大,有时可能引起振荡甚至烧坏整个系统。
家用电器一般不会直接受到雷电的干扰,大多是通过传导线路中的感应电流或电压引起的骚扰。良好的接地是解决这一干扰的有效手段。
防止浪涌干扰的常用器件有气体放电管、金属氧化物压敏电阻(MOVS)和硅瞬变吸收二级管(TVS)。图5所示是采用TVS的浪涌YZ电路。
电磁兼容是小家电的一个重要衡量标准参数。由于小家电的种类繁多,结构复杂,因此,对其共性技术的研究极为重要。本文对小家电共有部件的EMS进行了分析。相信这些分析对于其它的小家电的电磁兼容研究也具有一定的意义。
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- 2006-11-16 12:22:28
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