雷電對弱電設(shè)備的干擾與防護
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
(3)抑制二極管
抑制二極管一般用于高靈敏的電子回路，其響應(yīng)時間可達μμs級，而器件的限壓值可達額定電壓的1．8倍。其主要缺點是電流負荷能力很弱、電容相對較高，器件自身的電容隨著器件額定電壓變化，即器件額定電壓越低，電容則越大，這個電容也會同相連的導(dǎo)線中的電感構(gòu)成低通環(huán)節(jié)，而對數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生阻尼作用，阻尼程度與電路中的信號頻率相關(guān)。
4 過程通道抗干擾措施
由自動化裝置構(gòu)成控制系統(tǒng)中必須妥善解決好接口信號的隔離，抑制傳輸過程中產(chǎn)生的各種干擾，才能使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。接口與過程通道是自動化裝置和外部設(shè)備、被控對象進行信息交換的渠道，對于接口和過程通道侵入的干擾主要是因公共地線引起。其次，在信號微弱和傳輸線路較長時還會受到靜電和電磁波的干擾。目前在自動化控制系統(tǒng)中，對于數(shù)字輸入信號，大部分都利用光電隔離器，也有一些使用脈沖變壓器隔離和運算放大器隔離。對于數(shù)字輸出信號也是主要采用光電隔離器。對于模擬量輸入信號，則許多場合下采用調(diào)制一解調(diào)式隔離放大器、運算放大器等，模擬量輸出信號隔離則可采用直流電壓隔離法及變換隔離法等。
1)光電耦合技術(shù)
光電耦合器是利用光傳遞信息的，它是由輸入端的發(fā)光元件和輸出端的受光元件組成，輸入與輸出在電氣上是完全隔離的。其體積小、使用簡便，視現(xiàn)場干擾情況的不同，可以組成各種不同的線路對干擾進行抑制。
(1)應(yīng)用于輸入輸出的隔離
光電耦合器用在輸入、輸出間隔離情況下，線路是很簡單的，由于避免形成地環(huán)路，而輸入與輸出的接地點也可以任意選擇。這種隔離的作用不僅可以用在數(shù)字電路中，也可以用在線性(模擬)電路中。
(2)用于消除與抑制噪聲
光電耦合器用于消除噪聲是從兩個方面體現(xiàn)的：一方面是使輸入端的噪聲不傳遞給輸出端，只是把有用信號傳送到輸出端。另一方面，由于輸入端到輸出端的信號傳遞是利用光來實現(xiàn)的，極間電容很小，絕緣電阻很大，因而輸出端的信號與噪聲也不會反饋到輸入端。使用光電耦合器時，應(yīng)注意這種光電耦合器本身有 10～30pF的分布電容，所以頻率不能太高。另外在接點輸入時，應(yīng)注意加RC濾波環(huán)節(jié)，抑制接點的抖動。另外，用于低電壓時，其傳輸距離以1OOm以內(nèi)為限、傳輸速率在10kbps以下為宜。
2)脈沖變壓器隔離
脈沖變壓器原付邊繞組匝數(shù)很少，分別繞制在鐵氧體磁芯的兩側(cè)，分布電容僅幾微微法，可作為脈沖信號的隔離器件。對于模擬量輸入信號，由于每點的采樣周期很短，實際上的采樣波形也為一脈沖波形，也可實現(xiàn)隔離作用。這種脈沖變壓器隔離方式，線路中也應(yīng)加濾波環(huán)節(jié)抑制動態(tài)常模干擾和靜態(tài)常模干擾，這種脈沖變壓器隔離方式已被用于幾MHz的信號電路中。
3)模／數(shù)變換隔離
模／數(shù)變換隔離電路，在自動化控制系統(tǒng)中常在現(xiàn)場就地進行模／數(shù)轉(zhuǎn)換，利用模／數(shù)轉(zhuǎn)換器將易受干擾的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行傳輸，在接收端在采用光電隔離，以增強其在信號傳輸過程中的抗干擾能力。而模／數(shù)轉(zhuǎn)換器的安裝位置，怎樣才能有效地抑制干擾，是實際應(yīng)用中很具體的問題。對于在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用的環(huán)境中，一是可以考慮將模／數(shù)轉(zhuǎn)換器遠離生產(chǎn)現(xiàn)場，放置主控室。二是將模／數(shù)轉(zhuǎn)換器放在生產(chǎn)現(xiàn)場，遠離主控室，兩者各有利弊。
將模／數(shù)轉(zhuǎn)換器放置于主控室，便于把模／數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的數(shù)字信息傳送到控制系統(tǒng)的處理器，而主機的控制信息傳送給模／數(shù)轉(zhuǎn)換器也很方便，因而利于轉(zhuǎn)換器的管理。但由于模／數(shù)轉(zhuǎn)換器遠離生產(chǎn)現(xiàn)場，使得模擬量傳輸線路過長，分布參數(shù)以及干擾的影響增加，而且易引起模擬信號衰減，直接影響轉(zhuǎn)換器的工作精度和速度。將轉(zhuǎn)換器放置于生產(chǎn)現(xiàn)場，雖然可解決上述問題，但數(shù)字信息傳輸線路過長，不便于轉(zhuǎn)換器的管理。這兩種方案的主要問題還在于，在控制系統(tǒng)與控制對象之間存在公共地線，即使采用同軸電纜作為傳輸媒介，也會有產(chǎn)生現(xiàn)場的干擾進入計算機中，影響整個系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定工作。顯然這兩種方案都不適合在現(xiàn)場環(huán)境工作。為了有效地解決工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，采用光電隔離是比較行之有效的方案。為保證模／數(shù)轉(zhuǎn)換器能可靠運行，并獲得精確的測量結(jié)果，把模／數(shù)轉(zhuǎn)換器放在靠近現(xiàn)場一側(cè)。為了有效抑制干擾，采用雙套光電偶合器，使得模／數(shù)轉(zhuǎn)換器與主機之間的信息交換均經(jīng)過兩次電一光一電的轉(zhuǎn)換。一套光電耦合器放在模／數(shù)轉(zhuǎn)換器一側(cè)，一套光電耦合器放在主機一側(cè)。系統(tǒng)中有三個不同的地端，一是主機與I／O接口公用的“計算機地”，一個是傳輸長線使用的“浮空地”，另一個是模／數(shù)轉(zhuǎn)換器和被控對象公用的“現(xiàn)場地”。采用這種兩次光電隔離的辦法，把傳輸長線隔浮在主機與被控對象之間，不僅有效地消除了公共地線，抑制了由其引進的干擾，而且也有利于解決長線驅(qū)動與阻抗匹配的問題這樣就保證了整個控制系統(tǒng)的可靠運行。 電機保護器相關(guān)文章:電機保護器原理 浪涌保護器相關(guān)文章:浪涌保護器原理 上拉電阻相關(guān)文章:上拉電阻原理 熔斷器相關(guān)文章:熔斷器原理 熱保護器相關(guān)文章:熱保護器原理
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