微控制類家電產(chǎn)品的抗擾性措施(已修改)
2025-08-28 03:10 本頁面
【正文】 Cost Effective Smart Appliance Solution Provider A Mixed Signal System on Chip Design House ? 微控制類家電產(chǎn)品 抗擾措施培訓(xùn) Elan Microelectronics Corporation Page 2 EMC基礎(chǔ) 電磁兼容（ EMC ElectroMagic Compatibility）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。簡言之，就是“不發(fā)干擾，不受干擾”。包含兩方面內(nèi)容 ? 電磁干擾（ EMI Electromagic Interference）設(shè)備向外界發(fā)送的電磁騷擾能力 ? 電磁敏感度（ EMS Electromagic Susceptibility）由于電磁能量造成設(shè)備性能下降的容易程度 Elan Microelectronics Corporation Page 3 EMC問題三要素 電磁干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備 ? 干擾源 突然變化的電壓或電流，即 dv/dt 或 di/dt 很大 ? 耦合途徑 傳導(dǎo)干擾 通過電源線、信號線、地線、大地等途徑傳播 空間干擾 通過空間直接傳播 ? 敏感設(shè)備 容易被干擾的對象。如： A/D、 D/A變換器，單片機，數(shù)字 IC，弱信號放大器等。 Elan Microelectronics Corporation Page 4 電磁干擾源 ??????????????????????????????????????????????????靜電放電反射非線性互調(diào)轉(zhuǎn)換關(guān)開電源無線電通信發(fā)射機計算機人為干擾)熱噪聲接觸噪聲固有干擾源(系統(tǒng)內(nèi)干擾源電氣化鐵路點火系統(tǒng) 輸電線電視臺微波中繼站 廣播發(fā)射機工科醫(yī)射頻設(shè)備電磁脈沖導(dǎo)航臺社會通信臺站雷達人為干擾源 宇宙干擾太陽噪聲)雷電干擾天電干擾大氣干擾(自然干擾源系統(tǒng)外干擾源Elan Microelectronics Corporation Page 5 電磁兼容標準體系 中國電磁兼容標準一覽表 Elan Microelectronics Corporation Page 6 電磁兼容標準的內(nèi)容 Elan Microelectronics Corporation Page 7 瞬態(tài)脈沖干擾的抑制 ? 瞬態(tài)：在兩相鄰穩(wěn)定狀態(tài)之間變化的物理量或物理現(xiàn)象，其變化時間小于所關(guān)注的時間尺度 ? 瞬態(tài)干擾特點：時間短，幅度大，頻譜寬，對設(shè)備危害較大。 ? 產(chǎn)生瞬態(tài)干擾的原因： 雷電、靜電放電、電力線上的負載通短（特別是感性負載）、核電磁脈沖等。 Elan Microelectronics Corporation Page 8 常見瞬態(tài)干擾 常見的瞬態(tài)干擾有電快速瞬變脈沖群（ EFT）、浪涌（ SURGE）、靜電放電（ ESD）三種 三種瞬態(tài)干擾的比較 ESD EFT SURGE 脈沖上升時間 極快， 1ns 很快，約 5ns 慢， ?s數(shù)量級 能量 低 中等（單個脈沖） 高 電壓（負載阻抗高） 15kV以上 10kV以下 10kV以下 電流（負載阻抗低） 人體放電為幾十A，裝置放電可達數(shù)百 A 幾十 A 幾千 A Elan Microelectronics Corporation Page 9 引言 隨著單片微機在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，對其可靠性要求也越來越高。單片機系統(tǒng)的可靠性由多種因素決定，其中系統(tǒng)抗干擾性能是可靠性的重要指標。工業(yè)環(huán)境有強烈的電磁干擾，因此必須采取抗干擾措施，否則難以穩(wěn)定、可靠運行。 Elan Microelectronics Corporation Page 10 一般而言， 電磁干擾的形成是由干擾源產(chǎn)生、通過傳播途徑、影響到受擾設(shè)備 。因此，抗干擾的關(guān)鍵在于抑制干擾源、合理設(shè)計傳播途徑、降低受擾設(shè)備的敏感度。 抗干擾措施有硬件措施和軟件措施。硬件措施如果得當(dāng)，可將絕大部分干擾拒之門外，但仍然會有少數(shù)干擾進入單片機系統(tǒng)，故軟件措施作為第二道防線必不可少。由于軟件抗干擾措施是以 MCU為代價的，如果沒有硬件消除絕大多數(shù)干擾， MCU將疲于奔命，無暇顧及正常工作，嚴重影響系統(tǒng)的工作效率和實時性。因此，一個成功的抗干擾系統(tǒng)是由硬件和軟件相結(jié)合構(gòu)成的。 Elan Microelectronics Corporation Page 11 硬件措施和軟件措施 對于抗干擾而言，硬件措施會涉及到整個系統(tǒng)工作的每個環(huán)節(jié)，包括干擾源、傳播路徑、敏感器件，所以沒有單獨羅列 而軟件措施主要是針對 MCU而言，該部分將在敏感器件 —— MCU部分詳細介紹。 Elan Microelectronics Corporation Page 12 抗擾三部曲 后續(xù)的描述主要針對家電類低頻產(chǎn)品，高頻部分略有提到 抑制干擾源 優(yōu)化傳導(dǎo)路徑 提高 敏感器件的抗擾能力 Elan Microelectronics Corporation Page 13 抑制干擾源 抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的 du/dt， di/dt。 這是抗干擾設(shè)計中最優(yōu)先考慮和最重要的原則，常常會起到事半功倍的效果。 減小干擾源的 du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯(lián)電容來實現(xiàn)。減小干擾源的 di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實現(xiàn)。 抑制干擾源的常用措施如下： Elan Microelectronics Corporation P
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