[原创]抗干扰交流电源

电机、变压器、电感、电容、继电器、接触器等电器通/断电会感生“开关操作高电压”，并经电网传导穿过普通稳压电源闯入单片机，形成工业电磁干扰。这些电器便是“干扰源”。瞬间干扰可使单片机“发疯”：程序跑飞、数据错乱、死机、击穿或莫名其妙故障。尤其干扰源与单片机稳压电源连接在同一电气柜内的共同电源端子上，构成“共电源”时，干扰未经传输网络的衰减而直接撞击单片机，特别强劲。
工业干扰传导给单片机有二条途径：I/O口和稳压电源。前者很容易解决，因为I/O口传递的是信号，可以用光电耦合器隔离。而后者传递的是能量，无法隔离。有人可能说，用隔离变压器。隔离变压器只是电路隔离，磁路并没有隔离；电网上的能量仍然源源不断地传递给单片机。电网上的工业电磁干扰也是一种能量，也可以通过磁路传递给单片机。因此解决后者很困难。通过电源传入的工业干扰造成的故障占单片机故障的95%以上。最常见的情况是：单片机已可以正常运行了，但是遇到周围接触器、电机、电感通/断电，就出故障。这表明单片机的设计、布线可以了；只是工业电磁干扰在作祟。如果I/O口已经采用光电耦合器隔离了，可以肯定是：电网上的工业电磁干扰通过稳压电源影响单片机正常运行。稳压电源是单片机抗干扰的关键。然而普通的线性稳压电源、开关稳压电源、电荷泵电源等都不具有抗干扰能力。
另外抗干扰与滤波是二码事。用简单的LC滤波电路就可以把电网的交流电压波变成很光滑的正弦曲线。如果将工业干扰也加在这个滤波电路上，用示波器很容易看到：干扰脉冲叠加在原先光滑的正弦曲线上。可见LC滤波电路并没有把工业干扰波滤除。我们从书籍文献中遴选抗干扰电路试用、也试用过多种进口电源滤波器、噪声抑制器、EMI芯片等。实践证明：效果很差。原因是它们依据滤波理论。而且它们都是针对高频干扰而设计的，其频率范围为25～100兆赫兹。而工业干扰却是低频的脉冲群，我们测试得工业干扰的基波的频率，可以达到1千赫兹以下。在兆赫兹高频下有效的电路在千赫兹低频下几乎无0。对于工业抗干扰，我们最终放弃现有的滤波理论和高频设计方法。
我们为单片机抗工业电磁干扰专为设计了“超力抗干扰电路”，无阻无容无感，输出的电压和波形保持输入的电压和波形不变。它接在电网上，无干扰时“睡眠”，“不吃不喝”（无压降无功耗）；干扰来时，立刻跳起“吃掉”干扰。产品经福建省中心检验所EMC测试，电快速瞬变脉冲群和浪涌抗扰度都可做到4级（最高等级），适用严酷的工业环境，是单片机避免近邻电器通/断电干扰的最有效、最廉价的措施。
在“干扰源—传输网络—单片机”构成的系统中，抗干扰电路就是其中的传输网络的重要部分。抗干扰等级是就整个微电脑系统而言，所以它还决定于单片机本身承受干扰的能力。抗干扰，没有说明的，通常指：电快速瞬变脉冲群干扰，因为它最难解决。抗干扰2、3、4级，其瞬变脉冲群干扰电压分别为1、2、4KV。我们测试时所用的是普通单片机AT89系列，并认为PIC、PHILIPS、华邦等普通单片机也可获得相同的效果，但不包括其附件。例如U盘的承受干扰的能力很差。同一个电源同一个单片机，带U盘测得的抗干扰等级比没U盘的，可能会低。各系列产品均制成全密封的模块，无故障免维修。