變頻空調單片機測控系統的抗干擾設計

1引言

隨著科學技術的發展，單片機在各種家電產品中得到了越來越廣泛的應用，它的穩定性工作是衡量其質量好壞的重要指標。因此，有效地抑制單片機系統內部和外部的電磁噪聲干擾，使單片機系統在實際運行環境中長期可靠地工作，是一個亟待解決的電磁兼容問題。

在我們設計的變頻空調電控系統中，由于其所處環境比較惡劣，特別是在冬季與夏季強功率運行時，由壓縮機、風機高速運轉所引起的機械振動，電器設備（如斬波器、電動機等）所產生的干擾，室內外環境的溫差（－20℃～40℃），都會影響單片機系統的正常工作。這就要求在設計單片機系統時必須考慮到各種影響其正常工作的因素，并采取相應的有效措施。當然，單片機系統的可靠性是由多種因素決定的，但系統的抗干擾性能是系統可靠性的重要指標。因此，抗干擾設計是整體設計工作中的一個重要內容。

2硬件的抗干擾設計

實際單片機應用系統中，干擾一般都是以脈沖的形式進入系統的。其主要形式有三種，如圖1所示。

（1）空間場輻射干擾干擾以電磁輻射的形式耦

合進入系統；

（2）電源系統干擾干擾通過地線和電源線進入系

統。地線和電源線是傳導電磁干擾的一個主要通道，這是由于地線和電源線是數字集成電路所有電流的通路。

（3）過程通道干擾干擾通過與主機的前向通道、后向通道以及與其他主機的相互通道進入系統。[1]

針對這種情況，在控制方法設計上，除了采用眾所周知的抑制干擾傳播的技術，如屏蔽、接地、搭接、合理布線等方法外，還采取了回避和疏導的技術處理，如空間方位分離，以及電氣隔離等措施。

21空間場輻射抗干擾措施

空間場輻射干擾主要由數字信號源產生，一般是由高頻脈沖信號的高次諧波造成的，通常以差模和共模兩種噪聲模式產生輻射。差模噪聲的輻射是高頻噪聲電流在信號電路中流動時產生的，共模噪聲的輻射則是因為電路中的線阻抗或感抗產生的電位差引起的。針對這一情況，采用合理的布線、良好的屏蔽與正確的接地，增加高頻濾波，盡量減小系統中各工作環節的阻抗等一系列措施；對于功率模塊和單片機系統的結合部位，采用空間分離的措施，把強電和弱電的結合部位分離開來。使得這一問題得到了良好的解決。

22電源系統抗干擾措施

電源系統干擾包括電源干擾和地線干擾。本系統采用220V市電供電，故電網上及其它電器所產生的干擾都會通過電源進入系統。主要采用了以下幾種解決辦法：

圖1單片機系統主要干擾渠道

圖2系統抗干擾設計總圖