設(shè)計(jì)家用電器電路控制板時(shí)的EMC解決方法

　　家電控制板的小體積，低成本決定了在線(xiàn)路中不會(huì)使用高成本的材料來(lái)解決其電磁干擾問(wèn)題。家電控制板的干擾主要來(lái)自三大方面：一是控制板本身產(chǎn)生的干擾，二是來(lái)自負(fù)載的干擾，三是來(lái)自線(xiàn)路上的干擾。解決這些干擾可以分別采用不同的方案來(lái)達(dá)成。

　　控制板自身的干擾

　　1 控制板本身產(chǎn)生的干擾

　　家電控制板中常用的繼電器、可控硅以及高頻時(shí)鐘等，都可能成為小家電控制板的自身干擾源。對(duì)于以上干擾，可以從以下方面入手來(lái)解決：

　　● 在繼電器線(xiàn)圈增加續(xù)流二極管，消除斷開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。
　　● 在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯(lián)電路，電阻一般選幾千歐到幾十千歐，電容選0.01μF，以減小電火花影響)。
　　● 在電路板上每個(gè)IC上并接一個(gè)0.01～0.1μF高頻電容，以減小IC對(duì)電源的影響。但應(yīng)注意高頻電容的布線(xiàn)，連線(xiàn)應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，而這會(huì)影響濾波效果。
　　● 布線(xiàn)時(shí)應(yīng)避免90°折線(xiàn)，并盡量減少高頻噪聲發(fā)射。
　　● 在可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(該噪聲嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)把可控硅擊穿)。
　　● 注意晶振布線(xiàn)。晶振與芯片引腳應(yīng)盡量靠近，并用地線(xiàn)把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái)，晶振外殼要接地并固定。最好在能使用低速晶振的場(chǎng)合盡可能選用低速晶振。
　　● 對(duì)電路板合理分區(qū)(如強(qiáng)、弱信號(hào)，數(shù)字、模擬信號(hào))。盡可能把干擾源(如電機(jī)、繼電器)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離。
　　● 交流端用電感電容濾波：去掉高頻低頻干擾脈沖，VCC和GND之間接電解電容及瓷片電容，以去掉高、低頻干擾信號(hào)。

　　2 控制板本身的傳導(dǎo)干擾

　　為了防止控制板電路產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，可在電路的進(jìn)入口(即AC兩端)并接上一個(gè)電容C，圖1所示是一個(gè)簡(jiǎn)單的電容抗擾電路連接圖。圖中的電容屬于安全電容，但必須在該電容的兩端并聯(lián)一個(gè)安全電阻，以防止電源線(xiàn)拔插時(shí)電源線(xiàn)插頭長(zhǎng)時(shí)間帶電。因?yàn)榘踩珮?biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)正在工作之中的機(jī)器電源線(xiàn)被拔掉時(shí)，在兩秒鐘內(nèi)，電源線(xiàn)插頭兩端所帶的電壓(或?qū)Φ仉娢?應(yīng)小于原來(lái)電壓的30％。

　　                             圖1 電容抗擾電路

　　該電容必須經(jīng)過(guò)安全檢測(cè)部門(mén)認(rèn)證過(guò)后才能使用。電容的耐壓一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志和AC250V或AC275V字樣，但其真正的直流耐壓應(yīng)達(dá)到2 000 V以上。而且在使用的時(shí)候，不要隨便用AC250V或DC400V之類(lèi)的電容來(lái)代用。

　　抗擾電容一般都選用紋波電流比較大的聚脂薄膜安全電容，這種電容體積一般都很大，允許瞬間充放電的電流也很大，即內(nèi)阻比較小。而普通電容紋波電流的指標(biāo)一般都很小，動(dòng)態(tài)內(nèi)阻較大，因此，用普通電容代替安全電容，除了耐壓條件不能滿(mǎn)足以外，一般紋波電流指標(biāo)也難以滿(mǎn)足要求。

　　實(shí)際上，光靠用安全電容就想把傳導(dǎo)干擾信號(hào)完全濾除是不可能的。因?yàn)楦蓴_信號(hào)的頻譜非常寬，基本覆蓋了幾十千赫到幾百兆赫甚至上千兆赫的頻率范圍。一般對(duì)低端干擾信號(hào)，其濾除需要很大容量的濾波電容，但受到安全條件的限制，電容的容量不能太大；而對(duì)高端干擾信號(hào)的濾除，大容量電容的濾波性能又極差，特別是聚脂薄膜電容的高頻性能一般都比較差，并且聚脂薄膜介質(zhì)的高頻響應(yīng)特性與陶瓷或云母相比相差很遠(yuǎn)，此外，一般聚脂薄膜介質(zhì)都具有吸附效應(yīng)，會(huì)降低電容器的工作頻率。聚脂薄膜電容工作頻率范圍大約在1MHz，超過(guò)1MHz時(shí)其阻抗將顯著增加。因此，抑制電子控制板本身產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾除了選用這種電容進(jìn)行濾波以外，一般還要同時(shí)選用多個(gè)電感濾波器一起組合來(lái)對(duì)干擾進(jìn)行濾波。電感濾波器屬于低通濾波器，但電感濾波器也有很多種類(lèi)和無(wú)數(shù)種規(guī)格(如差模、共模以及高頻、低頻)等，每種電感主要都是針對(duì)某一小段頻率的干擾信號(hào)而起濾除作用，而對(duì)其他頻率的干擾信號(hào)作用不大。電感量很大的電感，其線(xiàn)圈匝數(shù)很多，分布電容也很大，高頻信號(hào)會(huì)通過(guò)分布電容旁路掉，另外，導(dǎo)磁率很高的磁芯，其工作頻率也不高。目前，國(guó)內(nèi)大量使用的電感濾波器磁芯的工作頻率大多數(shù)都在75MHz以下，對(duì)于工作頻率要求比較高的場(chǎng)合，必須選用高頻環(huán)形磁芯（高頻環(huán)形磁芯導(dǎo)磁率一般都不高，但其漏感特別小）。

　　負(fù)載干擾

　　家電中的負(fù)載包括線(xiàn)性負(fù)載(如熱水器)和非線(xiàn)性負(fù)載(豆?jié){機(jī)，絞肉機(jī)等)。非線(xiàn)性負(fù)載是一種頻譜極寬的干擾源，其抑制方法主要有兩種：一是從非線(xiàn)性負(fù)載(如電機(jī))本身入手；由于不恰當(dāng)?shù)牟僮鳌⒔佑|器的接觸不良、炭刷不干凈等原因，都會(huì)產(chǎn)生數(shù)倍于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的干擾情況，為了減少干擾，應(yīng)當(dāng)保證接觸器的接觸可靠、開(kāi)關(guān)動(dòng)作的正常和觸頭的壓力，還要保持炭刷和換向器的干凈，保證炭刷本身的質(zhì)量和換向器的光潔度；同時(shí)保證炭刷對(duì)換向器有適當(dāng)?shù)膲毫Γ蛔詈筮€要使機(jī)座的固定可靠，避免機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)引起的運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)。 其二則是采用必要的電氣濾波方式，其電路連接如圖2所示。

　　                            圖2 負(fù)載的電器濾波電路