如何屏蔽微控制器免受电磁干扰

电器工程 Arduino 电磁学 高压 干涉 电磁兼容
2022-01-30 03:54:26

我正在使用高压电路(用于除颤器电容器测试的 2.1 kV),我正在使用 arduino 控制电源,使用串行接口从笔记本电脑读取所需的信息。大多数时候电路工作正常,但偶尔在测试后电容器放电期间,电路会自行触发而无需操作员按下按钮。有时串行监视器也会失败。我认为这样做是因为 Linux 在短时间内停止看到 USB 端口 USB 本身以不同的名称重新出现。我认为发生这种情况是因为在放电期间,电磁场会在我的电路中感应出电压,所以我的问题是如何屏蔽我的电路免受这种影响,或者我对原因完全错误。

该测试的重点是测量电容器的充电时间。充电时间定义为从通电到电源提供的电流接近0的时间。使用继电器连接enable1和enable2使能供电,电流读出提供电源输出大约为0时的信息。零安培。在放电期间,放电电阻手动连接到 DUT。 在此处输入图像描述

1个回答

如果大部分干扰来自电路连接(原理图会有所帮助),您可以在连接处添加电感以滤除高频反馈,或尝试隔离放电电路和控制和监控电路。添加电感可以像在铁氧体磁珠周围缠绕导线一样简单。必须注意确保反馈充分衰减,同时不妨碍电路操作(即:较慢的上升时间)。光学和物理隔离是分离高低压电路的常用方法。安全地分开场地可能太麻烦了,但您仍然可以在大部分旅程中保持每个电路的返回路径分开。尖峰电压返回路径应畅通无阻(电感最小)。如果隔离措施不起作用,可以使用上拉或下拉电阻器和电容器来降低麻烦的数字输入的输入阻抗。电阻值应该足够高,这样线路的正常运行就不会受到阻碍——也就是说,驱动器可以支持这个较低的电阻;电容器将高频内容短路到地——从 100nF 陶瓷开始,如果需要,可以工作到 10uF(当然,先尝试一下,不要尝试!)。如果任何一点的电压超过了零件的最大值,可以使用像齐纳二极管这样简单的东西将其钳制在所选值以下,尽管其他(更好且更昂贵)电容器将高频内容短路到地——从 100nF 陶瓷开始,如果需要,可以工作到 10uF(当然,先尝试一下,不要尝试!)。如果任何一点的电压超过了零件的最大值,可以使用像齐纳二极管这样简单的东西将其钳制在所选值以下,尽管其他(更好且更昂贵)电容器将高频内容短路到地——从 100nF 陶瓷开始,如果需要,可以工作到 10uF(当然,先尝试一下,不要尝试!)。如果任何一点的电压超过了零件的最大值,可以使用像齐纳二极管这样简单的东西将其钳制在所选值以下,尽管其他(更好且更昂贵)提供TVS系统/零件。不过,这只是防止损坏。

如果大部分干扰来自电容器放电连接,则一种方法是减少源处的辐射。我猜想减慢或以其他方式修改上限放电率 (TVS) 不是一种选择,因为它会影响测量。下一个最好的办法是降低为电容器供电的导线和走线的传播特性:最小化包括接地在内的所有连接长度,并最小化接地回路面积​​(使回路尽可能靠近信号/电源)。当然,控制器和 DUT 之间的物理距离会有所帮助。

我没有使用 EMI 屏蔽层(mu-metal 等)的经验。

跳过这一切的策略是在放电期间暂时关闭控制器,几百毫秒,同时保存状态。