采用AVR單片機的小型采暖爐控制系統抗干擾設計

1. 引言：

單片機在工業(yè)控制領(lǐng)域應用時(shí)不同于民用、商用領(lǐng)域中的應用，工業(yè)控制所處的環(huán)境相對比較惡劣，干擾源多，其常見(jiàn)干擾源來(lái)自現場(chǎng)工業(yè)電氣在投入、運行、切斷等工況下產(chǎn)生的靜電感應、尖峰電壓、浪涌電流等干擾。實(shí)踐表明，在工作室中按用戶(hù)要求設計的小型工業(yè)采暖控制系統，盡管各項邏輯功能及技術(shù)指標的測試都正常，但該系統拿到現場(chǎng)上卻不能使用，檢測失靈，操作失控，顯示花屏等現象接踵而來(lái)。經(jīng)分析，其干擾是從現場(chǎng)不同路徑傳入單片機控制系統的。切斷干擾源，提高單片機抗干擾能力是解決控制系統正常工作的前提。

2 抗干擾措施

2.1 測溫信號的抗干擾

測溫電路采用的是單總線(xiàn)芯片DS18B20，該芯片具有測溫精度高，連接線(xiàn)路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其測溫范圍為-55℃到+125℃。適合于采暖系統測溫，在實(shí)際應用中當溫度在 60℃以下時(shí)可正常工作，隨著(zhù)溫度的升高，當溫度大于 60℃以上時(shí)，測溫數據開(kāi)始跳動(dòng)，且溫度越高跳動(dòng)越劇烈，甚至無(wú)法觀(guān)測。電源加了濾波退偶電路效果不明顯，在數據線(xiàn)上并接小電容進(jìn)行高頻旁路時(shí)，電容小不起作用，電容大了則數字信號消失。最后經(jīng)試驗在數字電路上加如圖 1所示標稱(chēng)值的 RC阻容濾波電路達到了預期效果。

2.2 限位開(kāi)關(guān)信號的抗干擾

由于限位開(kāi)關(guān)及饋線(xiàn)與 220V交流負載比較靠近，因此，負載產(chǎn)生的交流強磁場(chǎng)直接對限位開(kāi)關(guān)及饋線(xiàn)產(chǎn)生干擾。解決的辦法采用光電隔離方式，通過(guò)光耦組件 PC827將單片機控制回路與被控回路負載(如電機)隔離開(kāi)來(lái)。從而大大減小了來(lái)自負載回路對單片機產(chǎn)生的干擾。

2.3 電源回路的抗干擾

電源干擾中的尖峰干擾是一種頻繁出現的疊加于電網(wǎng)正弦波上的高能脈沖，其幅度可達幾千伏，寬度只有幾個(gè)毫微秒或幾個(gè)微秒，抑制辦法可從多方面入手。如圖 2所示，T1為電源變壓器，在其交流電源的輸入端并聯(lián)壓敏電阻 RV用來(lái)吸收電網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的尖峰電壓;C1為高頻旁路電容，抑制高頻差模干擾，C2和 C3用來(lái)抑制高頻共模干擾。電感 L1中兩個(gè)線(xiàn)圈繞向相同，流過(guò)的電流大小相等，但每一瞬變間的電流方向相反使感生的電磁場(chǎng)方向也相反，故生成的反電勢干擾可以相互抵消?？捎行б种齐娫炊溯^低頻率的干擾。