智能型剩余电流保护器电磁兼容设计- 『(EMC)电磁兼容性设计与实现 ...企业库|免费b2b网站

智能型剩余电流保护器电磁兼容设计- 『(EMC)电磁兼容性设计与实现 ...

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引言" y( L4 O9 V" j+ ]+ s
电磁兼容(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中能工作目_不对该环境中任何物体构成不能承受的电磁骚扰的能力”’。剩余电流保护器作为电网末端供电线路保护装置(400 V以卜)，必须满足EMC国家标准GB/ T17626.5 1999要求，取得3C认证，才能投入电网运行图1为用P87LPC767单片机设计的智能型剩余电流保护器系统框图，在电路设计漱件设计,}'CB板设计等方而同步考虑其电磁兼容设计。剩余电流保护器是一种低压电器设备，内部没有大功率的高频电路，电磁辐射微弱，它产生的电磁骚扰对其他设备影响很小，这方而不是电磁兼容设计的重点。剩余电流保护器电磁兼容设计的重点是其& M* W$ y' G8 q
在受到其他设备产生的电磁干扰时能保持稳定工作的能力，也即抗干扰能力。剩余电流保护器受到的干扰卞要来自电网木身，卞要有线路突然断路或雷电瞬变过压引起的单极性浪涌(冲击)，以及由于闪电、接地故障或切换电感性设备而引起的信号参数产生瞬时扰动，这两方而是电磁兼容设计的重点，也是设计的难点。卜文从多个方而介绍该智能型剩余电流保护器的电磁兼容设计方法。

分重要。具体从以卜几个方而进行设计: C5 f" {1 X9 A/ C" ~+ W5 j4 j
单片机工作电源和系统其他电路电源分开设计，避免其他电路对单片机工作电源产生影响，单片机工作电源设计留有足够的余量，防止电源的波动影响单片机工作。在设计PCB板时，在单片机电源引脚接电容和瞬态电压抑

2系统高频干扰的xx一‘采样监测”法
由于闪电接地故障或切换电感性设备而引起的信号参数产生瞬时扰动，产生的高频干扰信号卞要是通过系统进线电源进入系统内部。检测这方而的抗干扰能力，卞要是通过“电快速瞬变脉冲群抗扰度试验”验证。根据低压电器产品试验标准要求，试验时在供电输入端叠加频率为2 soo H Z，幅度4 000 V的群脉冲，分别进行相线、地线的差模、共模，正极性、负极性试验，每项试验时间均为
1 m in，群脉冲的波形如图3所示。如果在“电快速瞬变脉冲群抗扰度试验”过程中保护器不产生误动作，则这方而的抗干扰能力就是合格的。5 K$ r4 X# j1 X: ?
木系统利用“采样监测”法对电源上的高频干扰进行监测，给出相应的标志，由软件程序进行相应的处理，避免

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保护器误动作。详细原理如卜
为保证剩余电流测量的实时性，该保护器采用数字采样法测量剩余电流，将剩余电流信号转换为图4所示的波形，送给P87LPC767单片机内部的A/ D进行采样测量。

次。当电源有高频干扰信号时，转换的方波信号也同步受到干扰，频率也叠加有高频脉冲，将对中断产生影响，两次中断触发的时间缩短，则两次中断期间对剩余电流的采样次数也将小于100次。利用单片机中断对剩余电流采样过程的监测，可以判断出系统是否受到高频干扰，采取相
应的软件处理可以避免保护器的误动作。
监测采样的软件程序如卜:- r2 R) F  G7 a9 r, Q% k$ u2 q5 ~  O
void inexOp( ) interrupt 0 { / / A相电源信号触发中断
   if(ucT20ms< 100)bgrcl= 1;
               //采样次数小于100，置十扰处理标志有效9 k: @. {# W3 K  s' i( U+ o/ W
   else bgrcl= 0;//采样次数符号要求，置十扰处理标志无效7 D5 g3 `" r/ m% U9 S! g
      1」       }}T 20,; s= 0://置采样次数初值.开始采样讨程" ]  C+ e( M2 `; n& p/ v9 b; [- M& n
}
void inetOp()interrupt 1{- M  a  d: e0 Y* D! A& H0 ?6 a8 j  M
            //定时器TO中断函数
控制采样问隔3 j$ j0 |8 g" p
T H 0= 252; T LO= 232;5 h) H% N2 A! f3 Q# l: Y2 b4 m: e

3其他抗干扰措施* J0 n6 p8 [! z' J
断路或雷电瞬变过压引起的单极性浪涌，也是保护器% S1 i9 A3 I8 C
电磁兼容设计的重点。在电源线的火线和零线间加入氧
化锌压敏电}测 3i，当加在压敏电阻两端的电压低于标称电
压时，其电阻几乎无穷大，稍超过额定值后，电阻值便急剧
卜降，反应时间为n、级。压敏电阻可以使浪涌干扰大幅
衰减，减小对其他电路的影响。. r- ?; f: c9 \5 i
在设计剩余电流保护器PCB板时，综合考虑各种可能影响保护器性能的因素，提高PCB对干扰的抑制能力。强电电路集中线路板边缘一端，并与弱电部分保持适当距离。模拟信号处理电路和数字处理电路分离，由于采用单片机内部的A/ D，两者不能做到xx分离，布线时使模拟地和数字地只在一点共地。系统电源线和地线加粗，空白的地方覆铜，采用网状结构，作为数字地的一部分，减小模拟信号对数字处理电路的干扰，4’。单片机系统时钟电路尽可能靠近芯片引脚，并与其他器件和PCB走线保持适
当空间，减少高频辐射对系统的影响。

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