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更新時(shí)間:2018-10-24 14:30:44瀏覽次數(shù):291

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SIEMENS  西門子變頻器器技術(shù)參數(shù)

1. 地線從整流濾波后就分為2根,其中一根作為模擬地,所有模擬部分的電路地全部接到這個(gè)模擬地上面;另一根為數(shù)字地,所有數(shù)字部分的電路地全部接到這個(gè)數(shù)字地上面。

  2. 直流電源穩(wěn)壓芯片出來,經(jīng)過濾波后同樣分為2根,其中一根經(jīng)過LC/RC濾波后作為模擬電源,所有模擬部分的電路電源全部接到這個(gè)模擬電源上面;另一根為數(shù)字電源,所有數(shù)字部分的電路電源全部接到這個(gè)數(shù)字電源上面

  注意:模擬地/數(shù)字地以及模擬電源/數(shù)字電源除了在電源的開始部分有一點(diǎn)連接外,不能再有任何連接。

  AVCC:模擬部分電源供電;AGND:模擬地

  DVCC:數(shù)字部分電源供電;DGND:數(shù)字地

  這樣區(qū)分是為了將數(shù)字部分和模擬部分隔離開,減小數(shù)字部分帶給模擬電路部分的干擾。但這兩部分不可能*隔離開,數(shù)字部分和模擬部分之間是有連接的所以,在供電時(shí)至少地應(yīng)該是在一起的,所以AGND和DGND之間要用0歐姆的電阻或磁珠或電感連接起來,這樣的一點(diǎn)連接就能夠減小干擾。同樣,如果兩部分的供電電源相同也應(yīng)該采用這樣的接法。

  在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,為了少走彎路和節(jié)省時(shí)間,應(yīng)充分考慮并滿足抗干擾性的要求,避免在設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。形成干擾的基本要素有三個(gè):

  (1)干擾源,指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào),用數(shù)學(xué)語言描述如下:du/dt, di/dt大的地方就是干擾源。如:雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可 能成為干擾源。

 ?。?)傳播路徑,指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳 播路徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。

 ?。?)敏感器件,指容易被干擾的對(duì)象。如:A/D、D/A變換器,單片機(jī),數(shù)字IC, 弱信號(hào)放大器等??垢蓴_設(shè)計(jì)的基本原則是:抑制干擾源,切斷干擾傳播路徑,提高敏感器件的 抗干擾性能。

 ?。愃朴趥魅静〉念A(yù)防)

  1 抑制干擾源

  抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt,di/dt。這是抗干擾設(shè)計(jì)中優(yōu) 先考慮和最重要的原則,常常會(huì)起到事半功倍的效果。減小干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯(lián)電容來實(shí)現(xiàn)。減小干擾源的 di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實(shí)現(xiàn)。

  抑制干擾源的常用措施如下:

 ?。?)繼電器線圈增加續(xù)流二極管,消除斷開線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。僅加續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開時(shí)間滯后,增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可動(dòng)作更多的次數(shù)。

 ?。?)在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯(lián)電路,電阻一般選幾K 到幾十K,電容選0.01uF),減小電火花影響。

 ?。?)給電機(jī)加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短。

 ?。?)電路板上每個(gè)IC要并接一個(gè)0.01μF~0.1μF高頻電容,以減小IC對(duì)電源的 影響。注意高頻電容的布線,連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短,否則,等于增大了電 容的等效串聯(lián)電阻,會(huì)影響濾波效果。

 ?。?)布線時(shí)避免90度折線,減少高頻噪聲發(fā)射。

 ?。?)可控硅兩端并接RC抑制電路,減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)可能 會(huì)把可控硅擊穿的)。

  按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類。

  所謂傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和 有用信號(hào)的頻帶不同,可以通過在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播,有時(shí)也可加隔離光耦來解決。電源噪聲的危害最大, 要特別注意處理。 所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距離,用地線把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩。

  2 切斷干擾傳播路徑的常用措施如下:

 ?。?)充分考慮電源對(duì)&&&%&&%&&&%&&%&0的影響。電源做得好,整個(gè)電路的抗干擾就解決了一大半。許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感, 要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器,以減小電源噪聲對(duì)單片的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當(dāng)然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻代替磁珠。

 ?。?)如果單片機(jī)的I/O口用來控制電機(jī)等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離(增加π形濾波電路)。控制電機(jī)等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離(增加π形濾波電路)。

  (3)注意晶振布線。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近,用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離起來,晶振外殼接地并固定。此措施可解決許多疑難問題。

 ?。?)電路板合理分區(qū),如強(qiáng)、弱信號(hào),數(shù)字、模擬信號(hào)。盡可能把干擾源 (如電機(jī),繼電器)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離。

 ?。?)用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離,數(shù)字地與模擬地要分離,最后在一點(diǎn)接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則,廠家分配A/D、D/A芯片 引腳排列時(shí)已考慮此要求。

  (6)單片機(jī)和大功率器件的地線要單獨(dú)接地,以減小相互干擾。 大功率器件盡可能放在電路板邊緣。

 ?。?)在單片機(jī)I/O口,電源線,電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件 如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器,屏蔽罩,可顯著提高電路的抗干擾性能。

  3 提高敏感器件的抗干擾性能

  提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對(duì)干擾噪聲 的拾取,以及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。

  提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下:

  (1)布線時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積,以降低感應(yīng)噪聲。

 ?。?)布線時(shí),電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外,更重要的是降低耦 合噪聲。

 ?。?)對(duì)于單片機(jī)閑置的I/O口,不要懸空,要接地或接電源。其它IC的閑置 端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。

 ?。?)對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門狗電路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等,可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。

 ?。?)在速度能滿足要求的前提下,盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字 電路。

 ?。?)IC器件盡量直接焊在電路板上,少用IC座。

  為了達(dá)到很好的抗干擾,于是我們??吹絇CB板上有地分割的布線方式。但是也不是所有的數(shù)字電路和模擬電路混合都一定要進(jìn)行地平面分割。因?yàn)檫@樣分割是為了降低噪聲的干擾。

  理論:在數(shù)字電路中一般的頻率會(huì)比模擬電路中的頻率要高,而且它們本身的信號(hào)會(huì)跟地平面形成一個(gè)回流(因?yàn)樵谛盘?hào)傳輸中,銅線與銅線之間存在著各種各樣的電感和分布電容),如果我們把地線混合在一起,那么這個(gè)回流就會(huì)在數(shù)字和模擬電路中相互串?dāng)_。而我們分開就是讓它們只在自己本身內(nèi)部形成一個(gè)回流。它們之間只用一個(gè)零歐電阻或是磁珠連接起來就是因?yàn)樵瓉硭鼈兙褪峭粋€(gè)物理意義的地,現(xiàn)在布線把它們分開了,最后還應(yīng)該把它們連接起來。

  如何分析它們是屬于數(shù)字部分呢還是模擬部分?這個(gè)問題常常是我們?cè)诰唧w畫PCB時(shí)得考濾的。我個(gè)人的看法是要判斷一個(gè)元件是屬于模擬的,還是數(shù)字的關(guān)鍵是看與它相關(guān)的主要芯片是數(shù)字的還是模擬的。比如:電源它可能給模擬電路供電,那它就是模擬部分的,如果它是給單片機(jī)或是數(shù)據(jù)類芯片供電,那它就是數(shù)字的。當(dāng)它們是同一個(gè)電源時(shí)就需要用一個(gè)橋的方法把一個(gè)電源從另一個(gè)部分引過來。最典形的就是D/A了,它應(yīng)該是一個(gè)一半是數(shù)字,一半是模擬的芯片。我認(rèn)為如果能把數(shù)字輸入處理好后,剩下的就可以畫到模擬部分去了。

  模擬電路涉及弱小信號(hào),但是數(shù)字電路門限電平較高,對(duì)電源的要求就比模擬電路低些。既有數(shù)字電路又有模擬電路的系統(tǒng)中,數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會(huì)影響模擬電路,使模擬電路的小信號(hào)指標(biāo)變差,克服的辦法是分開模擬地和數(shù)字地。

  對(duì)于低頻模擬電路,除了加粗和縮短地線之外,電路各部分采用一點(diǎn)接地是抑制地線干擾的選擇,主要可以防止由于地線公共阻抗而導(dǎo)致的部件之間的互相干擾。

  而對(duì)于高頻電路和數(shù)字電路,由于這時(shí)地線的電感效應(yīng)影響會(huì)更大,一點(diǎn)接地會(huì)導(dǎo)致實(shí)際地線加長而帶來不利影響,這時(shí)應(yīng)采取分開接地和一點(diǎn)接地相結(jié)合的方式。

  另外對(duì)于高頻電路還要考慮如何抑制高頻輻射噪聲,方法是:盡量加粗地線,以降低噪聲對(duì)地阻抗;滿接地,即除傳輸信號(hào)的印制線以外,其他部分全作為地線。不要有無用的大面積銅箔。

  地線應(yīng)構(gòu)成環(huán)路,以防止產(chǎn)生高頻輻射噪聲,但環(huán)路所包圍面積不可過大,以免儀器處于強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流。但如果只是低頻電路,則應(yīng)避免地線環(huán)路。數(shù)字電源和模擬電源隔離,地線分開布置,如果有A/D,則只在此處單點(diǎn)共地。

  低頻中沒有多大影響,但建議模擬和數(shù)字一點(diǎn)接地。高頻時(shí),可通過磁珠把模擬和數(shù)字地一點(diǎn)共地。

  如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連,會(huì)導(dǎo)致互相干擾。不短接又不妥,理由如上有四種方法解決此問題∶1、用磁珠連接;2、用電容連接;3、用電感連接;4、用0歐姆電阻連接。

  磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器,只對(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用,使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率,以便選用適當(dāng)型號(hào)。對(duì)于頻率不確定或無法預(yù)知的情況,磁珠不合。

  電容隔直通交,造成浮地。

  電感體積大,雜散參數(shù)多,不穩(wěn)定。

  0歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路,能夠有效地限制環(huán)路電流,使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用(0歐電阻也有阻抗),這點(diǎn)比磁珠強(qiáng)。

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