一、導(dǎo)言

智能電表的計(jì)劃，由于微操控器的引進(jìn)，對計(jì)劃者提出了更高的懇求。這是由于由于電源等引進(jìn)的攪擾或許致使程序指針跳飛，然后致使不可猜想的作用，比方電量數(shù)據(jù)的扔掉、改動(dòng)或死機(jī)等。像家用電腦和通常儀器外表臨死機(jī)等景象是容許的，能夠通過人工復(fù)位，從頭設(shè)置等方法來康復(fù)，求終年接連的掛網(wǎng)工作，假定工作中呈現(xiàn)任何反常景象，均懇求能主動(dòng)康復(fù)正常工作。可是，在工程實(shí)習(xí)中，噪聲和攪擾是不可防止的。如今，大大都智能電表都應(yīng)保證在攪擾較強(qiáng)的現(xiàn)場工作，因而怎樣跋涉智能電表的抗攪擾才調(diào)，保證其在規(guī)矩條件下正常工作，以及防止外表內(nèi)部發(fā)作的噪聲對外部的輻射，是智能外表計(jì)劃中有必要思考的疑問，也是要害疑問。

二、硬件抗攪擾計(jì)劃

在智能電表研發(fā)的前期，咱們發(fā)現(xiàn)這么一種景象，電表帶上電理性負(fù)載(比方電扇)時(shí)，在電扇活絡(luò)插拔的剎那間，簡略致使智能電表中單片機(jī)數(shù)據(jù)的扔掉或死機(jī)。假定從計(jì)劃上不能把智能電表的抗攪擾疑問處理好，作用將會(huì)十分嚴(yán)峻。

(1)電源的抗攪擾方法

實(shí)習(xí)證實(shí)，體系失效和硬件損壞大都是由各種攪擾致使的，而90％以上的攪擾來自于電源。可見這種來自電源的攪擾對體系的影響恰當(dāng)大，因而應(yīng)充沛思考電源對單片機(jī)的影響。電源做得好壞，直接影響悉數(shù)電路的抗攪擾才調(diào)的好壞。如今有以下幾種電源可供挑選：榜首種阻容分壓式，它選用簡略的電阻電容分壓、濾波。但這種電源穩(wěn)壓功用差、電源不堅(jiān)決大、帶負(fù)載才調(diào)小、電網(wǎng)攪擾很簡略串入，通常不選用這種方法。第二種開關(guān)電源，這種電源穩(wěn)壓功用好、紋波小，但本錢較高且對外界電網(wǎng)攪擾對比嚴(yán)峻，也不宜選用。第三種線性電源，這種電源由220V經(jīng)溝通變壓、整流、濾觸及穩(wěn)壓得到，穩(wěn)壓功用好、阻隔特性好，報(bào)價(jià)適中，在如今運(yùn)用廣泛的多用戶電表計(jì)劃中大都選用這種方法。對這種電源的抗攪擾方法有以下幾個(gè)方面。

1. 對于電源變壓器的計(jì)劃，要使其空載電流盡或許小，以下降整表功耗。添加變壓器的容量，能使攪擾脈沖的數(shù)量和凹凸有所削減，而變壓器的容量受電表空間的綁縛，變壓器又不能太大。

2. 在電源變壓器的初級(jí)串聯(lián)一個(gè)電源濾波器，比方選用“雙繞組扼流圈”的濾波線路，它對高頻攪擾信號(hào)阻抗很大，使悉數(shù)電子體系與供電網(wǎng)之間得到必定程度的高頻阻隔，對于外界空間電磁場的攪擾，也起必定的按捺作用。

3. 在各相溝通電源的進(jìn)線端，并聯(lián)一個(gè)壓敏電阻(MOV)，其電阻隨電壓的添加而減小。在過壓時(shí)構(gòu)成一個(gè)低阻的分流器，然后能夠防止被維護(hù)電路兩頭的電壓進(jìn)一步上升；當(dāng)浪涌電壓往后，電路電壓康復(fù)到正常工作電壓，壓敏電阻又康復(fù)到高阻狀況。

4. 在為主處理器供給電源之前的三端穩(wěn)壓器前，并接一個(gè)瞬變電壓按捺二極管(TVS)，對后邊的電路起到維護(hù)作用。當(dāng)TVS兩頭飽嘗剎那間高能量沖擊時(shí)，它能以極高的速度變成低阻抗器材，吸收大電流，然后把它兩頭的電壓鉗位在一個(gè)預(yù)訂的數(shù)值上，維護(hù)后邊的電路元件不因瞬態(tài)高電壓的沖擊而損壞。

5. 在變壓器一次側(cè)選用磁珠和電容構(gòu)成的丌型濾波方法，對高頻攪擾起作用，但對幾百赫茲以內(nèi)的低頻攪擾作用卻很小。綜上所述，計(jì)劃人員應(yīng)依據(jù)詳細(xì)的工作環(huán)境，挑選紛歧樣的抗攪擾方法。

(2)電源查看及看門狗電路

剖析及實(shí)習(xí)標(biāo)明，對來自電網(wǎng)的攪擾不只需選用硬堵的方法，還要選用容錯(cuò)方法。運(yùn)用電源查看及看門狗電路的意圖，便是當(dāng)電源電壓呈現(xiàn)攪擾脈沖或單片機(jī)受攪擾程序工作反常時(shí)，發(fā)作一復(fù)位信號(hào)使單片機(jī)復(fù)位。看門狗電路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單穩(wěn)電路。當(dāng)程序工作正常時(shí)，單片機(jī)守時(shí)給單穩(wěn)電路輸入觸發(fā)信號(hào)，使單片機(jī)輸出堅(jiān)持暫穩(wěn)態(tài)：當(dāng)攪擾反常時(shí)，單片機(jī)不能給觸發(fā)信號(hào)，單穩(wěn)輸出回到穩(wěn)態(tài)致使單片機(jī)硬件夏位：看門狗不只對來自電網(wǎng)方面的攪擾起作用，并且對來自空間等別的方面的攪擾也起作用。可是假定沒有電源查看電路，只需看門狗電路，在電網(wǎng)攪擾下，即便不帶電理性負(fù)載，當(dāng)電源活絡(luò)合閘時(shí)，也有或許致使死機(jī)。實(shí)習(xí)證實(shí)，選用電源查看及看門狗電路往后，死機(jī)觀象得到了有用地打敗。

(3)串行E2PROM的挑選

由于電表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的牢靠性至關(guān)首要，為了保證在掉電時(shí)以及在因攪擾致使單片機(jī)復(fù)位時(shí)，智能電表中的首要數(shù)據(jù)和參數(shù)不丟夫，存儲(chǔ)器的挑選上要有所思考。運(yùn)用并行存儲(chǔ)器．盡管有速度快的特征，但讀寫信號(hào)簡略遭到攪擾然后構(gòu)成過錯(cuò)。而選用串行E2PROM存儲(chǔ)器時(shí)，其讀寫時(shí)序恰當(dāng)嚴(yán)峻，遭到攪擾犯錯(cuò)的概率就小得多。

(4)布線計(jì)劃上的抗攪擾計(jì)劃

在用電負(fù)荷很小時(shí)，220V的電壓與幾個(gè)μV的小信號(hào)會(huì)共集于一塊電路板上，假定電源計(jì)劃不妥，有用信號(hào)會(huì)被噪聲所吞沒，以多用戶電表為例，在布線計(jì)劃上的抗攪擾方法有：

1. 電源與操控分兩塊板。在多用戶智能電表平分三有些：電源板，主機(jī)操控板和電能搜集傳感器板。電源板包含變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等。操控板包含微處理器、閃現(xiàn)驅(qū)動(dòng)、看門狗電路、串行E2PROM、電能脈沖搜集等。電能搜集傳感器板包含A、B、C三相上各用戶的電能搜集模塊及其外圍電路。對變壓器的計(jì)劃懇求其漏磁要小，通常其空載電流不大于10mA，若仍不能滿意懇求，可改換變壓器方位改動(dòng)磁場方向，減小漏磁對小信號(hào)的影響。

2. 打印電路板應(yīng)有超卓的絕緣性，絕緣電阻大于1011ΩV。在電路計(jì)劃中，有必要嚴(yán)峻保證強(qiáng)電與弱電的阻隔，除了電路有直接聯(lián)接外，100V以上的強(qiáng)電打印布線與弱電打印布線間隔應(yīng)大于4—5mm。數(shù)字地與仿照地應(yīng)通過一點(diǎn)方法聯(lián)接來跋涉抗攪擾功用。

3. 在每個(gè)打印電路扳進(jìn)口處的電源線與地線之間并接退耦電容。并接的電容應(yīng)為一個(gè)大容量的電解電容(10～100μF)和一個(gè)0．01～0．1μF的非電解電窖，電路板上的大中計(jì)劃IC要并接一個(gè)0．0lμF一0．1μF高頻電容，以減小IC對電源的影響。留神高頻電容的布線，連線應(yīng)挨近電源端并盡量粗短，不然，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，會(huì)影響濾波作用。

4. 打印線走線要科學(xué)，高壓走線盡量短，盡量遠(yuǎn)離小信號(hào)走線。對于電能搜集傳感器板的打印板布線懇求一面走線．另一面銅鉑既作電磁屏蔽用、又作地線用，以削減攪擾信號(hào)。除了要依據(jù)電流巨細(xì)，盡量加大導(dǎo)線寬度外，選用使電源線、地線走向與數(shù)據(jù)信息傳送方向一起，將有助于增強(qiáng)抗噪聲的才調(diào)。布線時(shí)防止小于90度折線，削減高頻噪聲發(fā)射。不要在印制板上留下空白銅箔層，由于它們能夠充任發(fā)射天線或接納天線，因而可將它們接地以減小電磁攪擾。