电磁兼容在空调设计中的运用分析-杭州远方光电信息股份有限公司

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电磁兼容在空调设计中的运用分析

2020-08-14462

摘要:电磁干扰不仅会影响电子产品的安全性,降低系统的可靠性,也会造成严重的生态环境污染问题。在空调设计中要合理的分析电磁兼容的问题,综合空调设计的需求,对其系统分析。因此,文章主要对电磁兼容在空调设计中的具体应用进行了简单的分析。 
  关键词:电磁兼容;空调设计;运用分析 
  在空调设计开发中,电磁兼容是关键内容,电磁兼容问题如果没有解决,则会影响空调的电磁工作环境,造成不同程度的污染问题,严重地降低了空调的可靠性。进行电磁兼容问题分析,要做好源头控制以及处理,在开发前有效地解决电磁兼容问题,这样才可以降低后期开发的难度。 

一、空调设计中的电磁兼容分析 


  (一)电磁兼容 
  微处理器在空调的主控板以及遥控器中广泛应用,其具有集成度高、适应性良好的特征,体积较小,具有效能低以及操作简单的优势,是一种单片机芯片。而随着单片机的时钟速度增加,内部的功能电路也在不断完善,电源电压的低功耗需求呈现下降的趋势,导致电磁兼容问题逐渐凸显。 
  单片机芯片主要就是进行各种数据的输入以及数据信息的处理,属于空调运算系统的控制核心。典型的电路主要有CPU、ROM、RAM以及室内外通讯电路等不同的电路。不同的电路主要就是在一块或者几块的印刷电路板之上,电路板与各个传感器、输出继电器等关键设备主要是通过电缆进行连接。 
  (二)电磁兼容问题 
  微处理器的空调其存在的显著问题就是电磁兼容问题,其主要如下: 
  1。干扰源 
  微处理器空调器自身属于干扰源,是一种敏感的设备。设备自身属于低电平系统,在高于干扰门限之后数据信息无法恢复;同时,微处理器中的数字脉冲信号频谱较宽具有一定的干扰特性。 
  因此,微处理器的电路所处的环境较为复杂。一般微处理器干扰源主要包括了时钟电路、高速逻辑电路以及晶闸管IGBT工频电源等等各个方面内容。 
  2.空调属于混合电路 
  空调是一个基于数字逻辑电路为主要模式的数模混合电路,脉冲以及渐变信号是同时存在的。属于高速脉冲的低电平系统,但是在运行中其会产生极高的瞬间电压。干扰对于数字电力系统、电路的模拟系统有着不同的影响。在模拟电路中,干扰呈现连续性的状态,在干扰的增大中不断的增加,而随着干扰消失会逐渐恢复到原来的状态。 
  3。脉动电压 
  此器件接地属于脉动电压,在有阻抗地线的时候其产生的脉动电流会成为模拟电路一次电压的参考电压,这样就会导致误差问题,导致工作出现失稳等问题。 
  空调测温A/D中的转换电路、遥控器中的电路等模拟信号会使得单片机中数字出口信号出现叠加高频分量,因此,其会直接影响管脚的输入模拟信号、参考电压等各项因素;在数字电路频率较高或者其模拟的电路对于功率要求严格的时候,二者之间会产生一定的影响。线间耦合会产生强大的窜扰;而管脚以及连线构成的开放性的布线结构会产生一定的辐射,辐射受到电流以及信号的功率因素的影响;在管脚输入阻抗较高的状态之下会有效地降低外部的低频辐射的影响,但是去对于外部的高频辐射则会产生严重的影响。电源波动则会导致信号出现混乱以及系统失调等问题,而电源属于系统各项信号交叉点,这样则会影响系统中各项信号的稳定性,导致信号受到影响。 


二、电磁兼容在空调设计中的运用要点 

  在空调设计中要重点分析电磁兼容问题,在源头上进行合理的控制,进而达到降低影响,为空调设计应用提供有效的参考。 
  (一)空调设计中电磁兼容关键因素 
  空调器中的印刷电路板的电磁兼容系统是空调的关键因素。印刷电路板中的EMC主要有公共抗组耦合、高频载流导线以及窜扰等各个导线的辐射、导线对于高频辐射产生的感应等等。而其中最为严重的就是高频辐射的问题。而出现此种问题主要就是因为电源线、信号线以及接地线的各个阻抗会随着频率的增加而呈现增加的趋势,这些阻抗很容易通过公共阻抗耦合而出现干扰性的问题,导致频率增高减小寄生电容的容抗,增加窜扰产生的影响。同时,在高频下线条的尺寸在达到与时钟以及器械波、波长相等的程度的时候,其高频辐射则会更为显著。 
  PCB上产生的带状线缆中明确屏蔽层,可以进行优势的高频信号的传输,存在的辐射以及串扰问题较为突出。将连接高速逻辑电路线条作为传输线,其传输线路阻抗不匹配会导致信号出现反射以及畸变等问题。带状线缆中仅有一根接地线,且其信号线与地线之间在随机分配的时候很容易出现辐射,如果只用一根接地电线则就会产生公共阻抗耦合。因此,在理论上可以获得一个空调电路抗干扰能力的公式: 
  (二)源端设计 
  在空调设计中产生电磁骚扰的主要要素主要有骚扰源、耦合途径以及敏感设备。在前期设计中,要合理的控制骚扰源,在耦合途径上对其进行对应的处理。 
  源端设计的主要就是进行源头的处理,使得电磁骚扰在产生之后进行一定程度的合理控制,有效降低外部电路产生的骚扰与影响。在进行空调控制器中其主要要进行开关器件、功率回路以及高频信号回路的设计以及处理。 
  (三)接地设计 
  通过合理的接地设计可以有效地抑制骚扰源的问题,进而解决50%以上的电磁兼容问题,如果接地不良,则会导致接地干扰以及接地环路等问题,严重地影响了系统运行的安全性。因此,在进行空调设计中,其涉及到电磁兼容的地主要分为电路的基准电压地,以及大地(机壳)。在安全的角度进行分析,要将机壳与大地连在一起,在设计中走地整体布局如图1所示。 
  空调的大地以及主板基准并不是在相同的电压上,为了合理地进行干扰信号的引流处理,在滤波电路中添加Y电容的方式进行处理。但是此种方式会导致漏电流的问题,因此要根据具体的产品合理应用。 
  结束语: 
  带有微处理器的电子电路产品快成有效提升空调产品的性能,分析电磁兼容问题,了解其产生的影响,通过对电源、滤波等因素的分析,综合设计需求采取有效的方式在源头上进行控制,可以有效地降低各种不良干扰,进而达到提升空调安全性的目的。 


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