| 4 控制板的软件设计原则
控制电路板在噪声环境下运行时,大量的干扰一般不会损坏硬件系统,却会使软件系统无法正常工作,所以软件的优化设计也是十分重要。
噪声输入、外部输入设备的缺陷(如接触不良或绝缘不良)等都可导致错误信息输入单片机,须运用相应的软件手段给以消除,下面几种基本方法可优化抗干扰的设计。
4.1 多读入法
单片机在接收到第一个输入信号时,并不承认它为有效信号,而以一定的时间间隔连续读入2-3次同样有效的输入信号才确定该信号为有效信号,这种读入指令重复和数据重发的主要方法是采用循环程序,使当前指令重复执行若干次。因脉冲干扰等引起的瞬时脉冲性故障经一段时间后消失,采用多读入法这样避免了干扰输入。有资料介绍,指令重复和数据和重要可排除70-80%的瞬时错误,直到读入正确数据后再执行下面的程序。
4.2 数字量数字鉴别法
对于数字量输入应鉴别其真伪,方法是对接收数字量信号的输入接口按规定的时间间隔进行多次采样,然后按位逻辑并乘进行比较,比较结果一致时为真输入,否则为伪输入。
4.3 数字量输入的封锁法
封锁法可排除某些机械上产生的干扰,在容易产生干扰信号的时间内封锁程序,停止信号的采集;而当产生干扰信号的时间已过,再开始进行信号的采集。
软件上抑制干扰的措施很多,如中值和限幅双重滤波法等。随着家用空调器市场的竞争进一步加剧,提高家用空调器的性价比,降低设计成本,成为其设计的主要指导思路,所以软件抗干扰措施在家用空调器的电磁兼容性领域所占的比例越来越大。
5 试验验证
控制电路板的抗干扰设计能力如何,必须经过试验验证,通过以下项目的试验可验证控制电路板的抗干扰能力。根据笔者的经验,若控制电路板通过了以下项目试验,从电控设计方面可保证家用空调器的正常运行。
5.1 电快速瞬变脉冲群
电快速瞬变脉冲群抗干扰试验根据国家标准GB/T17626.4和以下要求进行。
设置脉冲重复频率为 2.5kHz,分别在电压极性正、负两种情况下,从相、中、地三相分别注入脉冲,并调节注入脉冲电压连续升高1800V,持续2min,控制电路板能正常工作,并满足性能判据B。(性能叛据的具体要求,本章节末有具体的备注说明,后不重述。)
5.2 浪涌
浪涌抗干扰试验根据国家标准GB/T17626.5和表1中的要求进行,试验时控制电路板能正常工作,并满足性能判据A。
表1 交流电源输入端口
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环境现象
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试验规程
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试验配置
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浪涌
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2/50(8/20)μs Tr/Td
2kV
4kV
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按GB/T 17626.5
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依次施加5次正脉冲和5次负脉冲;
——相线之间:2kV;
——相线与零线之间:4kV;
——相线与保护地线之间:4kV;
——中线与保护地线之间:4kV;
5.3 电压暂降和短时中断
电压暂降和短时中断抗干扰试验按国家标准GB/T17626.11和表2中的要求进行,试验时控制电路板正常工作,并满足相关性能判据。
表2 交流电源输入端口
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环境现象
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试验电平%
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持续时间(ms)/性能判据
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试验配置
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短时中断
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0UT
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10ms/A级
100ms、200ms、500ms、1000ms/C级
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按GB/T17626.11,电压突变在过零处产生
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电压暂降
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30%
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70UT
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200ms/A级
500ms、1000ms/C级
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60%
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40UT
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200ms/B级
500ms、1000ms/C级
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注:UT是家用空调器的额定电压。
性能判据A:在试验过程中控制电路板能连续正常运行,不能出现任何运行性能降低现象,如显示指示灯(显示屏)闪亮等。
性能判据B:在试验过程中控制电路板能正常运行,但是允许出现轻微运行性能降低现象,如显示指示灯(显示屏)闪亮、出现某几次不能接收遥控器的发射码等。
性能判据C:试验过程中控制电路板出现关机现象,但是可自动复位正常运行或通过遥控器、控制电路板自动运行按键的操作恢复正常运行。
6 结束语
综上所述,抗干扰的方法多种多样,家用空调器的抗干扰技术在不断进步和完善,我们应密切注意国际电磁兼容技术的最新动态,并进一步加强抗干扰技术领域研究与发展。
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