微控制类家电产品的抗扰性措施

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1、微控制类家电产品抗扰措施培训引言随着单片微机在各个领域中的应用越来越广泛，对其可靠性要求也越来越高。单片机系统的可靠性由多种因素决定，其中系统抗干扰性能是可靠性的重要指标。工业环境有强烈的电磁干扰，因此必须采取抗干扰措施，否则难以稳定、可靠运行。形成干扰的基本要素有三个：A）干扰源。指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt，di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。B）传播路径。指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。C）敏感器件。指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变

2、换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。2ElanMicroelectronicsCorporation一般而言，电磁干扰的形成是由干扰源产生、通过传播途径、影响到受扰设备。因此，抗干扰的关键在于抑制干扰源、合理设计传播途径、降低受扰设备的敏感度。抗干扰措施有硬件措施和软件措施。硬件措施如果得当，可将绝大部分干扰拒之门外，但仍然会有少数干扰进入单片机系统，故软件措施作为第二道防线必不可少。由于软件抗干扰措施是以MCU为代价的，如果没有硬件消除绝大多数干扰，MCU将疲于奔命，无暇顾及正常工作，严重影响系统的工作效率和实时性。因此，一个成功的抗干扰系统是由硬件和软件相结合构成的。3ElanM

3、icroelectronicsCorporation硬件措施和软件措施对于抗干扰而言，硬件措施会涉及到整个系统工作的每个环节，包括干扰源、传播路径、敏感器件，所以没有单独罗列而软件措施主要是针对MCU而言，该部分将在敏感器件——MCU部分详细介绍。4ElanMicroelectronicsCorporation抗扰三部曲后续的描述主要针对家电类低频产品，高频部分略有提到抑制干扰源优化传导路径提高敏感器件的抗扰能力5ElanMicroelectronicsCorporation抑制干扰源抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt，di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，常常

4、会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施如下：6ElanMicroelectronicsCorporationA）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。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。B）在继电器接点两端并接火花抑制电路（一般是RC串联电路，电阻一般选几K到几十K，电容选0.01uF），减小电火花影响。C）给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。电路板上每个I

5、C要并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的影响。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，会影响滤波效果。D）布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。E）可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控硅产生的噪声（这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的）。7ElanMicroelectronicsCorporation提高敏感器件的抗扰能力单片机系统需要考虑的敏感器件包括2部分；1）MCU2）A/D、D/A变换器，数字IC，弱信号放大器等对于除MCU外的敏感器件：A）A/D类器件，用地线把数字区与模拟区隔离。数字地与模拟地要分离，最后在一

6、点接于电源地。B）数字IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源，输入端加RC电路滤波C）弱信号电路周围不要形成电流环路MCU做为单片机系统的核心，它的抗扰措施是否到位，对整个系统的稳定运行有很大的关系，下面我们将详细介绍该部分8ElanMicroelectronicsCorporation对于ELAN的78系列8BITMCU，如下措施可增强抗扰性：1.1MCU的振荡电路振荡电路的地单独连到MCU的VSS，且走线越短越粗越好石英晶体或匹配电容下面不要走线。石英晶体振荡器外壳接地；地线半包或全包振荡电路IRC的振荡方式，因为振荡的地在MCU内与VSS连接在速度能满足要求的前提下，尽量

7、降低单片机的晶振和选用低速数字电路。1.2MCU的电源和地对MCU的电源和地,尽量单独引线连接9ElanMicroelectronicsCorporation1.3复位电路MCU复位电路的电源和地单独连到MCU的VDD和VSS，且走线越短越粗越好。使用外部复位电路的抗扰性比内部RESET好对抗干扰而言，三极管的复位电路是最保险的，如果用户的电源上电和掉电都满足SPEC的要求，通过测试，发现RC电路的抗扰性也不错1.4回避抗扰性较弱的