開關(guān)電源的抗干擾分析

　　印制電路板的抗干擾設計不僅與布局有關(guān)，而且與布線也有相當大的關(guān)系。布線的原則如下：

　?。?）相鄰電路之間走線盡量避免平行；若平行走線無法避免，則應在平行信號線之間加一條起屏蔽作用的地線，且盡量加大平行信號線間距，以降低兩線之間電磁干擾。

　?。?）控制回路與輸出回路分開，采用單點接地方式。

　?。?）根據(jù)PCB板電流的大小，盡量加粗電源線、接地線，減少環(huán)路阻抗；同時使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這有助于增強抗噪聲能力；對于密度很高的PCB板，采用多層板；在雙面板設計中，還應該在電源線和地線之間留出一定的空間，以便安裝高頻特性好的去耦電容。

　?。?）印制線不要突然拐角，以免發(fā)生反饋耦合。

　?。?）電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。

　　3.2　合理接地

　　電源系統(tǒng)的接地包括公共參考接地和安全及抗干擾接地。在電路設計中，要盡量減小接地回路中的公共電阻，且應遵循“一點接地”原則。如果形成多點接地，會出現(xiàn)閉合的接地環(huán)路，從而在磁力線穿過回路時將產(chǎn)生磁感應噪聲。通常利用一個導電平面作為參考地，將接地的各部分就近接到該參考地上。

　　3.2.1　接地過程應遵循如下規(guī)則

　?。?）交流電源地與直流電源地分開。一般情況下交流電源的零線是接地的，且該零線上往往存在很多干擾，如果交流電源地與直流電源地不分開，將對直流電源和直流電路的正常工作產(chǎn)生影響。通常采用“浮地技術(shù)”將交流電源地與直流電源地分開，這樣可以隔離來自交流電源地線的干擾。

　?。?）功率地與弱電地分開。功率地是負載電路或功率驅(qū)動電路的零電位的公共基準地。由于負載電路或功率驅(qū)動電路的電流較強、電壓較高，所以功率地線上的干擾較大。因此功率地必須與其他弱電地分別設置，以保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。

　　3.2.2　為減小地線干擾，在元件及PCB布線上應采取如下措施

　?。?）盡可能縮短元件的引腳長度或者選用貼片元件，以減小元件分布電感的影響。

　?。?）在電源端盡可能靠近器件接入濾波電容，以縮短開關(guān)電流的流通途徑。

　?。?）PCB板布局時，高頻數(shù)字信號線要用短線，同時電源線盡可能遠離高頻數(shù)字信號線或用地線隔開。

　?。?）PCB板的電源線和地線印制條盡可能寬，以減小線阻抗，從而減小公共阻抗引起的干擾噪聲。

　　3.3　采用適當?shù)碾娐犯綦x方式

　　開關(guān)電源包括兩部分，變換部分與控制部分。

　　一般的變換部分是主要的電磁干擾源，而控制部分是被干擾對象。為了使電氣設備可靠地運行，抗干擾問題的實質(zhì)是解決電氣設備的電磁兼容問題。隔離技術(shù)是電磁兼容性中的重要技術(shù)之一。在開關(guān)電源中，電路隔離主要有：模擬電路的隔離、數(shù)字電路的隔離、數(shù)字電路與模擬電路之間的隔離等。隔離的主要目的是通過隔離元器件把噪聲干擾的路徑切斷，從而達到抑制噪聲干擾的效果。在采用了電路隔離的措施以后，絕大多數(shù)電路都能夠取得良好的抑制噪聲效果。

　　3.3.1　利用耦合變壓器進行隔離

　　耦合變壓器只能傳輸交流信號，不能傳輸直流信號。因此對地線的低頻干擾具有較好的抑制能力，并且電路單元間傳輸?shù)男盘栯娏髦荒茉谧儔浩骼@組中流過，不流經(jīng)地線，也可以避免對其他電路的干擾。

　　3.3.2　使用脈沖變壓器隔離

　　圖4　光電耦合器電路脈沖變壓器的匝數(shù)較少，而且一次繞組和二次繞組分別繞于鐵氧體磁心的兩側(cè)，它的分布電容很小，僅為幾個皮法，可作為脈沖信號的隔離元件。脈沖變壓器傳遞輸入、輸出脈沖信號時，不傳遞直流分量，因而在微電子技術(shù)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。

　　3.3.3　采用光電耦合器

　　進行隔離（圖4）編譯，編譯后，還必須對單片機的熔絲位進行合理配置，才能利用AVRStudio調(diào)用WinAVR編譯生成的Coff文件進行調(diào)試。最后，生成的hex文件即可直接下載到芯片中運行。此外，程序燒錄完畢后，可通過AVRStudio4燒錄鎖存位進行加密。

　　操作器軟件工作流程如圖5所示。

　　3 結(jié)語

　　該操作器的工作電源由門機變頻器的主控制板的DC穩(wěn)壓模塊供給，系統(tǒng)掉電后的一段時間里，由于變頻器儲能模塊的存在，使得操作器仍然可以比較從容的保存重要的參數(shù)信息。此外，工作穩(wěn)定可靠，使用簡單方便，成本低廉的優(yōu)點，使得它具備良好的商業(yè)應用前景。