如何使微控制器免受电磁干扰


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我正在使用高压电路(用于除颤器电容器测试的电压为2.1 kV),并且正在使用arduino控制电源,使用串行接口从笔记本电脑读取所需的信息。在大多数情况下,电路工作正常,但在测试后的电容器放电过程中,有时会不时地触发电路,而无需操作员按下按钮。有时串行监视器也会失败。我认为是这样做的,因为Linux会在短时间内停止看到USB端口,而USB本身会以其他名称重新出现。我认为发生这种情况是因为在放电过程中,电磁场会在电路中感应出电压,所以我的问题是如何使电路免受此类影响,或者我可能是完全错误的原因。

该测试的重点是测量电容器的充电时间。充电时间定义为从电源开启到电源所提供的电流接近0的时间。使用继电器将enable1和enable2连接到使能电源,当电源输出大约为1时,电流读数可提供信息。零安培。在放电期间,放电电阻器手动连接到DUT。 在此处输入图片说明


这可能是完全无用的信息,不幸的是,我无法具体解决您的问题,我想指出的是,在我用新固件刷新arduino之前,Linux上的串行有很多问题,只是警告以防引起串行问题。
Ell

那也是我的第一个想法,但是测试表明,在没有工作电源的情况下,串行端口永远不会出现故障。不过,感谢您的建议
user6266'1

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EMC代表电磁兼容性,它是处理您所尝试内容的专业。直到我发现找不到好的参考资料。
Kortuk

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您应该能够使用上限放电尖峰(或者更好的是:开始放电的命令)触发开关电压的DSO采样周期,以验证您的假设。
tyblu 2012年

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@Kortuk我没有任何去耦帽。这只是一个原型,因此尚未完全实现。我正在使用arduino UNO。我使用的电源提供5V接口。电容器是使用放电电阻器手动放电的(将来,我计划添加某种放电继电器,如果可以的话)。
user6266'1

Answers:


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如果大部分干扰来自电路连接(原理图会有所帮助),则可以在连接中增加电感以滤除高频反馈,或者尝试隔离放电电路和控制与监视电路。增加电感可以像将线绕在铁氧体磁珠上一样简单。必须注意确保反馈充分衰减,同时又不妨碍电路工作(即:上升时间较慢)。光学和物理隔离是分离高低压电路的常用方法。安全地分开地面可能会带来太多麻烦,但您仍可以在大部分行程中将每个回路的回路分开。尖峰电压返回路径应不受阻碍(最小电感)。如果隔离工作不能解决问题,使用上拉或下拉电阻器和电容器可以降低故障数字输入的输入阻抗。电阻值应足够高,以免妨碍线路的正常运行-也就是说,驱动器可以支持该较低的电阻。电容器会将高频成分接地短路-从100nF陶瓷开始,并在需要时最高可达到10uF(当然,请先尝试不做任何尝试!)。如果任何一点的电压都超过部件的最大电压,则可以使用齐纳二极管之类的简单器件将其钳位到选定值以下,但其他(价格更高且更昂贵)电容器会将高频成分接地短路-从100nF陶瓷开始,并在需要时最高可达到10uF(当然,请先尝试不做任何尝试!)。如果任何一点的电压都超过部件的最大电压,则可以使用齐纳二极管之类的简单器件将其钳位到选定值以下,但其他(价格更高且更昂贵)电容器会将高频成分接地短路-从100nF陶瓷开始,并在需要时最高可达到10uF(当然,请先尝试不做任何尝试!)。如果任何一点的电压都超过部件的最大电压,则可以使用齐纳二极管之类的简单器件将其钳位到选定值以下,但其他(价格更高且更昂贵)TVS系统/零件可用。但是,这只是保护免受损坏。

如果大部分干扰来自电容器的放电连接,则一种方法是减少源处的辐射。我猜想放慢或修改上限放电速率(TVS)并不是一种选择,因为这会影响测量。其次,最好的方法是减少为电容器供电的导线和走线的传播特性:最小化包括接地在内的所有连接长度,并最小化接地环路面积(使回路尽可能靠近信号/电源)。当然,控制器与DUT之间的物理距离会有所帮助。

我没有EMI屏蔽层(mu-metal等)的经验。

跳过所有这些操作的策略是在放电期间(几百毫秒)暂时关闭控制器,同时保存状态。


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@ user6266,请注意,此答案中没有其他用户的宝贵经验,不同的想法和更具体的解决方案。也许要等几天才能接受一个答案以吸引其他答案。
tyblu 2012年

你是对的。下次会做
user6266 2012年
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