直流集成穩(wěn)壓電源及抗干擾技術(shù)

1、常用電源及抗干擾措施常用電源及抗干擾措施直流集成穩(wěn)壓電源直流集成穩(wěn)壓電源電源電源抗干擾技術(shù)抗干擾技術(shù)直流集成穩(wěn)壓電源直流集成穩(wěn)壓電源 主要內(nèi)容集成穩(wěn)壓電源DC/DC隔離電源所謂的集成穩(wěn)壓器，就是用半導(dǎo)體工藝所謂的集成穩(wěn)壓器，就是用半導(dǎo)體工藝和薄膜工藝將穩(wěn)壓電路中的二極管、三和薄膜工藝將穩(wěn)壓電路中的二極管、三極管、電阻、電容等元件制作在同一半極管、電阻、電容等元件制作在同一半導(dǎo)體或絕緣基片上，形成具有穩(wěn)壓功能導(dǎo)體或絕緣基片上，形成具有穩(wěn)壓功能的集成電路。的集成電路。一一. .集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器的工作原理集成穩(wěn)壓器的工作原理調(diào)整電路調(diào)整電路比較電路比較電路基準(zhǔn)電源基準(zhǔn)電源采采樣樣電電路

2、路負(fù)負(fù)載載非穩(wěn)定非穩(wěn)定直流電源直流電源穩(wěn)定直流輸出穩(wěn)定直流輸出偏差信號(hào)偏差信號(hào)集成穩(wěn)壓器的參數(shù)集成穩(wěn)壓器的參數(shù)極限參數(shù)極限參數(shù)1. 最大輸入電壓最大輸入電壓Uimax2. 最大輸出電流最大輸出電流Io3. 穩(wěn)壓器最大功耗穩(wěn)壓器最大功耗PM（穩(wěn)壓器內(nèi)部電路工作時(shí)的靜態(tài)功（穩(wěn)壓器內(nèi)部電路工作時(shí)的靜態(tài)功耗耗+調(diào)整管輸出電流時(shí)必須的壓降所引起的功耗）調(diào)整管輸出電流時(shí)必須的壓降所引起的功耗） 4. 最大瞬態(tài)功耗最大瞬態(tài)功耗5. 最高結(jié)溫最高結(jié)溫集成穩(wěn)壓器的參數(shù)集成穩(wěn)壓器的參數(shù)1. 輸出輸出電壓范圍電壓范圍Vomin Vomax2. 輸出輸出電流范圍電流范圍Iomin Iomax3. 最小輸入輸出電壓差最

3、小輸入輸出電壓差(UI Uo) min4. 最大輸入輸出電壓差最大輸入輸出電壓差(UI Uo) max5. 最小最小輸出輸出電流電流Iomin6. 靜態(tài)工作電流靜態(tài)工作電流Id工作參數(shù)工作參數(shù)集成穩(wěn)壓器的參數(shù)集成穩(wěn)壓器的參數(shù)質(zhì)量參數(shù)質(zhì)量參數(shù)1. 電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率SV(反映器件在輸入電壓變化時(shí)維持輸出電壓不反映器件在輸入電壓變化時(shí)維持輸出電壓不變的能力）變的能力）2. 電流調(diào)整率電流調(diào)整率SI（反映器件在負(fù)載變化時(shí)維持輸出電壓不變的（反映器件在負(fù)載變化時(shí)維持輸出電壓不變的能力）能力）3.輸出電壓時(shí)漂輸出電壓時(shí)漂ST（長(zhǎng)期穩(wěn)定性）（長(zhǎng)期穩(wěn)定性）4.輸出電壓溫漂輸出電壓溫漂SP 5.紋波抑制比紋

4、波抑制比SRR6. 輸出阻抗輸出阻抗Z0集成穩(wěn)壓器的分類集成穩(wěn)壓器的分類按工作方式按工作方式按輸出電壓是否可調(diào)按輸出電壓是否可調(diào)串聯(lián)型：調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)串聯(lián)型：調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)并聯(lián)型：調(diào)整元件與負(fù)載并聯(lián)并聯(lián)型：調(diào)整元件與負(fù)載并聯(lián)開關(guān)型：調(diào)整元件工作在開關(guān)狀態(tài)，通過調(diào)整開關(guān)型：調(diào)整元件工作在開關(guān)狀態(tài)，通過調(diào)整 其開、關(guān)的時(shí)間來穩(wěn)定其輸出其開、關(guān)的時(shí)間來穩(wěn)定其輸出固定式：輸出電壓預(yù)先設(shè)置好，使用中不需要固定式：輸出電壓預(yù)先設(shè)置好，使用中不需要 也不能調(diào)整也不能調(diào)整可調(diào)式：輸出電壓可在較大范圍內(nèi)調(diào)整，可調(diào)式：輸出電壓可在較大范圍內(nèi)調(diào)整， 以適應(yīng)不同電路的需要以適應(yīng)不同電路的需要典型直流穩(wěn)壓集成電

5、路典型直流穩(wěn)壓集成電路 1. 78XX/79XX系列系列78XX/79XX系列封裝形式及引腳功能系列封裝形式及引腳功能特點(diǎn)：體積小特點(diǎn)：體積小,可靠性高可靠性高,使用靈活使用靈活, 價(jià)格低廉價(jià)格低廉內(nèi)部電路：串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路內(nèi)部電路：串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路類型：類型：W7800系列系列 穩(wěn)定正電壓穩(wěn)定正電壓 W7805 輸出輸出+5V W7809 輸出輸出+9V W7812 輸出輸出+12V W7815 輸出輸出+15V 典型直流穩(wěn)壓集成電路典型直流穩(wěn)壓集成電路 123特點(diǎn)：體積小特點(diǎn)：體積小,可靠性高可靠性高,使用靈活使用靈活, 價(jià)格低廉價(jià)格低廉內(nèi)部電路：串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路內(nèi)部電路：串聯(lián)

6、型晶體管穩(wěn)壓電路類型：類型： W7900系列系列 穩(wěn)定負(fù)電壓穩(wěn)定負(fù)電壓 W7905 輸出輸出-5V W7909 輸出輸出-9V W7912 輸出輸出-12V W7915 輸出輸出-15V典型直流穩(wěn)壓集成電路典型直流穩(wěn)壓集成電路 一般應(yīng)用一般應(yīng)用v vi iW7800系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖提高輸出電壓的應(yīng)用提高輸出電壓的應(yīng)用- -采用穩(wěn)壓管采用穩(wěn)壓管W7800系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖提高輸出電壓的應(yīng)用提高輸出電壓的應(yīng)用- -采用電阻升壓法采用電阻升壓法W7800系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖擴(kuò)大輸出電流的應(yīng)用擴(kuò)大輸出電流的應(yīng)用W7800系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖Io =

7、 Io1 + Ioo VT1是外接擴(kuò)流功率管是外接擴(kuò)流功率管，它能提供的輸出，它能提供的輸出電流為電流為Io1，而穩(wěn)壓器本身輸出電流為，而穩(wěn)壓器本身輸出電流為Ioo，則，則總的輸出電流總的輸出電流Io VT2和和Rs組成限流保護(hù)電路組成限流保護(hù)電路。 擴(kuò)大輸出電流的應(yīng)用擴(kuò)大輸出電流的應(yīng)用1 1、當(dāng)負(fù)載電流、當(dāng)負(fù)載電流 Io 小于穩(wěn)壓器電流小于穩(wěn)壓器電流 IOXX = 1 5 時(shí)時(shí)，三極管，三極管 1 截止截止 IC1CW7800123UUOCCRL1IoIOXXRIR當(dāng)負(fù)載電流當(dāng)負(fù)載電流 Io IOXX 時(shí)時(shí), , 1 導(dǎo)通導(dǎo)通, ,則有則有2RS2、過載、短路保護(hù)、過載、短路保護(hù)W7800系

8、列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖CEIIUUUUI UZ UBE 對(duì)于一般穩(wěn)壓器來說，最高輸入電壓Vimax要受到電路內(nèi)部器件擊穿電壓的限制，因此輸入電壓一般不能超過Vimax ,輸入高電壓Vi經(jīng)穩(wěn)壓管和電阻，將輸入電壓降為UI UZ UBE。提高輸入電壓的應(yīng)用提高輸入電壓的應(yīng)用W7900系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖一般應(yīng)用一般應(yīng)用W7900系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖擴(kuò)展輸出電壓的應(yīng)用擴(kuò)展輸出電壓的應(yīng)用W7900系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖擴(kuò)展輸出電流的應(yīng)用擴(kuò)展輸出電流的應(yīng)用正、負(fù)對(duì)稱固定輸出的穩(wěn)壓電源 W78XXC1UI132C1W79XX13C2C22 +_ +UOUORL1R

9、L20.33 F0.33 F1 F1 FW7900系列穩(wěn)壓器接線圖系列穩(wěn)壓器接線圖一、分類：一、分類：正電壓輸出正電壓輸出LM317等等負(fù)電壓輸出負(fù)電壓輸出LM337等等二、引腳排列：二、引腳排列：三端可調(diào)型穩(wěn)壓器LM317 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。路。LM317 的輸出電壓范圍是的輸出電壓范圍是1.2V至至37V，負(fù)載電流最大，負(fù)載電流最大為為1.5A。它的使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸。它的使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓。出電壓。三端可調(diào)型正電壓輸出穩(wěn)壓器317系列三端可調(diào)型正電壓輸出穩(wěn)壓器317系列

10、三端可調(diào)型正電壓輸出穩(wěn)壓器317系列三端可調(diào)型正電壓輸出穩(wěn)壓器317系列三端可調(diào)型負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器337系列 C210FLM317 C10.1F VI+25V VO+(1.222V)12輸出正、負(fù)電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路輸出正、負(fù)電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路LM33721 R1120R22kR22kR1120 C410F VO(1.222V) VI25V C30.1Fadj1adj2三端可調(diào)型負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器337系列三端可調(diào)型負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器三端可調(diào)型負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器337系列系列將一個(gè)不受控制的將一個(gè)不受控制的輸入直流電壓輸入直流電壓變換成為另一個(gè)受變換成為另一個(gè)受控的控的輸出直流電壓輸出直流電壓稱之為稱

11、之為DC-DCDC-DC變換。變換。DC-DCDC-DC隔離電源隔離電源降壓降壓升壓升壓輸入直流信號(hào)輸入直流信號(hào)脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)脈沖變壓器脈沖變壓器脈沖信號(hào)脈沖信號(hào)整流濾波整流濾波輸出直流電壓輸出直流電壓什么是什么是DC-DCDC-DC變換變換DC-DCDC-DC變換過程變換過程DC-DCDC-DC應(yīng)用應(yīng)用隔離電路隔離電路專用集成電路（專用集成電路（ASICASIC）數(shù)字信號(hào)處理器數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)(DSP)微處理器微處理器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) (FPGA) 其他數(shù)字或模擬負(fù)載其他數(shù)字或模擬負(fù)載DC-DCDC-DC變換原理變換原理開關(guān)

12、穩(wěn)壓電源開關(guān)穩(wěn)壓電源DC-DCDC-DC變換原理變換原理推挽式推挽式DC-DCDC-DC變換原理變換原理橋式橋式串聯(lián)型穩(wěn)壓電路串聯(lián)型穩(wěn)壓電路A/D和和D/A轉(zhuǎn)化器的基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)化器的基準(zhǔn)電壓大多數(shù)傳感器的穩(wěn)壓供電電源或激勵(lì)源大多數(shù)傳感器的穩(wěn)壓供電電源或激勵(lì)源標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)準(zhǔn)電池儀器表頭的刻度標(biāo)準(zhǔn)儀器表頭的刻度標(biāo)準(zhǔn)精密電流源精密電流源 恒定電壓輸出恒定電壓輸出該電壓與溫度無關(guān)、與負(fù)載變化無關(guān)、該電壓與溫度無關(guān)、與負(fù)載變化無關(guān)、與輸入電壓變化無關(guān)、與時(shí)間無關(guān)與輸入電壓變化無關(guān)、與時(shí)間無關(guān) 基準(zhǔn)電源基準(zhǔn)電源半導(dǎo)體集成基準(zhǔn)源分為電壓源和電流源。半導(dǎo)體集成基準(zhǔn)源分為電壓源和電流源。應(yīng)用應(yīng)用特點(diǎn)：特點(diǎn)：u原理原

13、理思路：將具有正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)的量加思路：將具有正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)的量加權(quán)相加，得到的量顯示零溫度系數(shù)。權(quán)相加，得到的量顯示零溫度系數(shù)。負(fù)溫度系數(shù)：基極負(fù)溫度系數(shù)：基極- -發(fā)射極正向電壓，具有負(fù)發(fā)射極正向電壓，具有負(fù)溫度系數(shù)。溫度系數(shù)。正溫度系數(shù)：不同電流密度下的基極正溫度系數(shù)：不同電流密度下的基極- -發(fā)射極發(fā)射極正向電壓之差，具有正溫度系數(shù)。正向電壓之差，具有正溫度系數(shù)。帶隙基準(zhǔn)：實(shí)現(xiàn)上述二者的加權(quán)相加。帶隙基準(zhǔn)：實(shí)現(xiàn)上述二者的加權(quán)相加。帶隙基準(zhǔn)電源帶隙基準(zhǔn)電源u特點(diǎn)特點(diǎn)帶隙基準(zhǔn)的初始精度、溫度系數(shù)、長(zhǎng)期帶隙基準(zhǔn)的初始精度、溫度系數(shù)、長(zhǎng)期漂移、噪聲電壓等性能指標(biāo)從低到高覆蓋漂移

14、、噪聲電壓等性能指標(biāo)從低到高覆蓋面較寬。面較寬。帶隙基準(zhǔn)性能良好，價(jià)格適中，是性價(jià)帶隙基準(zhǔn)性能良好，價(jià)格適中，是性價(jià)比最高的電壓基準(zhǔn)。比最高的電壓基準(zhǔn)。帶隙基準(zhǔn)電源帶隙基準(zhǔn)電源1.產(chǎn)品特點(diǎn)：產(chǎn)品特點(diǎn)： 能提供2.5V的基準(zhǔn)電源。2.工作原理：工作原理：基準(zhǔn)電壓為從原理上說，三極管T3的發(fā)射結(jié)電壓VBE3可用作基準(zhǔn)電壓源，但它具有較高的負(fù)溫度系數(shù)（2mV/），因而必須增加一個(gè)具有正溫度系數(shù)的電壓IC2R2來補(bǔ)償。IC2是由T1、T2和Re2構(gòu)成的微電流源電路提代。帶隙基準(zhǔn)電源帶隙基準(zhǔn)電源AD580AD580u原理原理二極管輸出特性曲線二極管輸出特性曲線齊納基準(zhǔn)電源齊納基準(zhǔn)電源因?yàn)閾舸╇妷合鄬?duì)比較

15、穩(wěn)因?yàn)閾舸╇妷合鄬?duì)比較穩(wěn)定，可以通過一定的反向電定，可以通過一定的反向電流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生穩(wěn)定的基準(zhǔn)源。流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生穩(wěn)定的基準(zhǔn)源。寬電壓范圍，寬電壓范圍，2200V寬功率范圍，幾個(gè)毫瓦到幾瓦寬功率范圍，幾個(gè)毫瓦到幾瓦成本低，封裝小成本低，封裝小功耗大，初始精度低，溫度系數(shù)差，輸入電功耗大，初始精度低，溫度系數(shù)差，輸入電壓調(diào)整率不好壓調(diào)整率不好使用時(shí)需根據(jù)供電電壓和負(fù)載電流串接一個(gè)使用時(shí)需根據(jù)供電電壓和負(fù)載電流串接一個(gè)電阻為其提供恒定電流，以便保持輸出電壓電阻為其提供恒定電流，以便保持輸出電壓穩(wěn)定。穩(wěn)定。齊納基準(zhǔn)通常用于要求不高的場(chǎng)合，或用作齊納基準(zhǔn)通常用于要求不高的場(chǎng)合，或用作電壓鉗位器電壓鉗位器齊納基

16、準(zhǔn)電源特點(diǎn)齊納基準(zhǔn)電源特點(diǎn)齊納基準(zhǔn)電源齊納基準(zhǔn)電源CW399CW399電源抗干擾技術(shù)電源抗干擾技術(shù) 干擾來源以脈沖的形式控制系統(tǒng)空間干擾空間干擾供電干擾供電干擾.70%過程通道干擾過程通道干擾控制系統(tǒng)的干擾通道控制系統(tǒng)的干擾通道電源抗干擾技術(shù)電源抗干擾技術(shù) 干擾來源以脈沖的形式控制系統(tǒng)空間干擾空間干擾供電干擾供電干擾.70%過程通道干擾過程通道干擾控制系統(tǒng)的干擾通道控制系統(tǒng)的干擾通道屏蔽、接地、濾波屏蔽、接地、濾波過壓和欠壓過壓和欠壓它是電網(wǎng)供電的有效值電壓變化超過或低于所確定的限值它是電網(wǎng)供電的有效值電壓變化超過或低于所確定的限值, 如我們?nèi)缥覀円箅娋W(wǎng)供電的范圍是要求電網(wǎng)供電的范圍是2 2

17、 0 士士2 2 V, 當(dāng)電網(wǎng)電壓變化的持續(xù)時(shí)間當(dāng)電網(wǎng)電壓變化的持續(xù)時(shí)間大于大于2.5 S 時(shí)時(shí), 若電網(wǎng)電壓高于若電網(wǎng)電壓高于2 40 V 為過壓為過壓, 若低于若低于20 V 為欠壓。為欠壓。它不屬于電網(wǎng)干擾之列。過壓能使儀器、設(shè)備發(fā)熱它不屬于電網(wǎng)干擾之列。過壓能使儀器、設(shè)備發(fā)熱, 甚至損壞甚至損壞; 欠欠壓則會(huì)使儀器、設(shè)備發(fā)生錯(cuò)誤的動(dòng)作甚至停機(jī)壓則會(huì)使儀器、設(shè)備發(fā)生錯(cuò)誤的動(dòng)作甚至停機(jī)電電源源的的干干擾擾瞬時(shí)掉電瞬時(shí)掉電它能發(fā)生在電網(wǎng)供電時(shí)的任一周期它能發(fā)生在電網(wǎng)供電時(shí)的任一周期, 如果掉電時(shí)間如果掉電時(shí)間大于幾個(gè)毫秒大于幾個(gè)毫秒, 儀器設(shè)備將要停儀器設(shè)備將要停電電源源的的干干擾擾持續(xù)時(shí)間

18、小于持續(xù)時(shí)間小于2.5 s的電網(wǎng)電壓的變化的電網(wǎng)電壓的變化浪涌和跌落浪涌和跌落瞬變脈沖瞬變脈沖由閃電、接地故障或電感電路切換引起瞬態(tài)擾動(dòng)發(fā)由閃電、接地故障或電感電路切換引起瞬態(tài)擾動(dòng)發(fā)生得最頻繁生得最頻繁, 通常這些擾動(dòng)是短時(shí)的和隨機(jī)的通常這些擾動(dòng)是短時(shí)的和隨機(jī)的, 瞬變瞬變脈沖的頻率從脈沖的頻率從50 H z 到數(shù)百兆赫到數(shù)百兆赫, 持續(xù)時(shí)間從持續(xù)時(shí)間從10 n s 到幾個(gè)微秒到幾個(gè)微秒。電電源源的的干干擾擾電網(wǎng)頻率變化電網(wǎng)頻率變化對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室要求電頻頻率為對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室要求電頻頻率為5 0 士士0.5 H z , 當(dāng)電網(wǎng)當(dāng)電網(wǎng)供電頻率出現(xiàn)誤差時(shí)供電頻率出現(xiàn)誤差時(shí), 會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)軟盤驅(qū)動(dòng)器出

19、現(xiàn)不會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)軟盤驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)不規(guī)則的錯(cuò)誤而危及系統(tǒng)。規(guī)則的錯(cuò)誤而危及系統(tǒng)。電電源源的的干干擾擾交流穩(wěn)壓器交流穩(wěn)壓器供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)隔離變壓器隔離變壓器 交流濾波器交流濾波器 低通濾波器低通濾波器 分散獨(dú)立功能模塊供電分散獨(dú)立功能模塊供電交流電交流電交流穩(wěn)壓器：交流穩(wěn)壓器：供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)使電壓有穩(wěn)定輸出，既讓輸入電壓穩(wěn)定等于輸出電壓 飽和電感飽和電感L2(或或L2與與C的并聯(lián)電路的并聯(lián)電路)代替了穩(wěn)壓管，用模擬電感代替了穩(wěn)壓管，用模擬電感L1代替了模擬電阻。當(dāng)代替了模擬電阻。當(dāng)L1與與L2串聯(lián)的電路通過足夠大電流對(duì)，串聯(lián)的電路通過足夠大電流對(duì)，

20、飽和電感飽和電感L2兩端就會(huì)輸出變化很小的交流電壓兩端就會(huì)輸出變化很小的交流電壓交流濾波器交流濾波器 隔離變壓器隔離變壓器 低通濾波器低通濾波器 分散獨(dú)立功能模塊供電分散獨(dú)立功能模塊供電供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)交流濾波器交流濾波器 電源濾波器電源濾波器是由是由電感電感和電容組成的和電容組成的低通濾波低通濾波電路所電路所構(gòu)成，它允許直流或構(gòu)成，它允許直流或50Hz電流通過，對(duì)頻率較高的電流通過，對(duì)頻率較高的干擾信號(hào)干擾信號(hào)有較大的衰減。有較大的衰減。隔離變壓器作用隔離變壓器作用：使一次側(cè)與二次側(cè)：使一次側(cè)與二次側(cè)的電氣完全絕緣，也使該回路隔

21、離。的電氣完全絕緣，也使該回路隔離。 另外，另外， 利用其鐵芯的高頻損耗大的特利用其鐵芯的高頻損耗大的特點(diǎn)，點(diǎn)， 從而抑制高頻雜波傳入控制回路。從而抑制高頻雜波傳入控制回路。供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)低通濾波器作用低通濾波器作用：低通濾波器是容許：低通濾波器是容許低于截止頻率的信號(hào)通過，低于截止頻率的信號(hào)通過， 但高于截但高于截止頻率的信號(hào)不能通過的電子濾波裝止頻率的信號(hào)不能通過的電子濾波裝置。置。供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)分散獨(dú)立功能模塊供電作用分散獨(dú)立功能模塊供電作用：提高供：提高供電可靠性，有利于電源散熱。電可靠性，有利于電源散熱。供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)

22、的抗干擾設(shè)計(jì)接地技術(shù)接地技術(shù)電子設(shè)備中的電子設(shè)備中的“地地”通常有兩種通常有兩種含義含義：（1）大地）大地（2）系統(tǒng)基準(zhǔn)地）系統(tǒng)基準(zhǔn)地 接地的基本含義和類型接地的基本含義和類型接地是抑制干擾的主要方法之一接地是抑制干擾的主要方法之一地球是導(dǎo)體而且體積非常大，因而其靜地球是導(dǎo)體而且體積非常大，因而其靜電容量也非常大，電位比較恒定、所以人電容量也非常大，電位比較恒定、所以人們把它作為基準(zhǔn)電位，也就是零電位。們把它作為基準(zhǔn)電位，也就是零電位。接地的意義接地的意義（1）為了系統(tǒng)的工作安全，根據(jù)用電規(guī)則，電氣設(shè)）為了系統(tǒng)的工作安全，根據(jù)用電規(guī)則，電氣設(shè)備的金屬外殼必須接地，稱為備的金屬外殼必須接地，稱為

23、安全接地安全接地。其目的是。其目的是防止電氣設(shè)各的金屬外殼上出現(xiàn)過高的對(duì)地電壓以及防止電氣設(shè)各的金屬外殼上出現(xiàn)過高的對(duì)地電壓以及漏電流而危害人身、設(shè)備的安全。漏電流而危害人身、設(shè)備的安全。（2）為系統(tǒng)中各部分電路的工作）為系統(tǒng)中各部分電路的工作提供基準(zhǔn)電位提供基準(zhǔn)電位，這樣有了參考電壓，系統(tǒng)中的各個(gè)電壓參數(shù)才有意義。這樣有了參考電壓，系統(tǒng)中的各個(gè)電壓參數(shù)才有意義。（3）為了）為了抑制干擾抑制干擾，電子設(shè)各的某些部分與大地，電子設(shè)各的某些部分與大地相接可以起到抑制干擾的作用。例如：雙絞線中一根相接可以起到抑制干擾的作用。例如：雙絞線中一根作信號(hào)線，另一根接地可以防止電磁干擾。作信號(hào)線，另一根接地

24、可以防止電磁干擾。接地分類接地分類 （1）安全接地安全接地：將設(shè)備金屬外殼等接地，將設(shè)備金屬外殼等接地，這樣可以防止靜電產(chǎn)生的危險(xiǎn)。這樣可以防止靜電產(chǎn)生的危險(xiǎn)。（2）信號(hào)接地信號(hào)接地：將信號(hào)回路接于基準(zhǔn)導(dǎo)體：將信號(hào)回路接于基準(zhǔn)導(dǎo)體或基準(zhǔn)電位點(diǎn)，這樣可以為系統(tǒng)提供參考電壓，或基準(zhǔn)電位點(diǎn)，這樣可以為系統(tǒng)提供參考電壓，使系統(tǒng)的電壓值有參照。使系統(tǒng)的電壓值有參照。（3）屏蔽接地屏蔽接地：將電纜、變壓器等屏蔽層：將電纜、變壓器等屏蔽層接地，這樣可以對(duì)外界的電磁干擾有抑制作用，接地，這樣可以對(duì)外界的電磁干擾有抑制作用，對(duì)于信號(hào)的傳輸是很有好處的。對(duì)于信號(hào)的傳輸是很有好處的。安全接地（或保護(hù)接地）安全接地（

25、或保護(hù)接地）（1） 保護(hù)接地保護(hù)接地是以大地的電位作為零電位，是以大地的電位作為零電位，把電子設(shè)備而的金屬外殼、線路選定點(diǎn)等部件把電子設(shè)備而的金屬外殼、線路選定點(diǎn)等部件通過由接地線、接地極等低阻抗導(dǎo)體組成的接通過由接地線、接地極等低阻抗導(dǎo)體組成的接地裝置與大地相連接，以此避免因事故導(dǎo)致金地裝置與大地相連接，以此避免因事故導(dǎo)致金屬外殼上出現(xiàn)過高的對(duì)地電壓而危機(jī)操作人員屬外殼上出現(xiàn)過高的對(duì)地電壓而危機(jī)操作人員和設(shè)備的安全。和設(shè)備的安全。（2） 保護(hù)接零保護(hù)接零 在低壓三相四線制中，如果變壓器二次側(cè)中在低壓三相四線制中，如果變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)接地，則稱為零點(diǎn)。這時(shí)，由中性點(diǎn)引出性點(diǎn)接地，則稱為零點(diǎn)。

26、這時(shí)，由中性點(diǎn)引出的線不叫中性線而叫作零線。在這種系統(tǒng)中，的線不叫中性線而叫作零線。在這種系統(tǒng)中，無論設(shè)備是否設(shè)有保護(hù)接地，均不能防止人體無論設(shè)備是否設(shè)有保護(hù)接地，均不能防止人體觸電的危險(xiǎn)。觸電的危險(xiǎn)。接零保護(hù)接零保護(hù)：所謂接：所謂接零保護(hù)，是指用電設(shè)備零保護(hù)，是指用電設(shè)備外殼接到零線，當(dāng)一相外殼接到零線，當(dāng)一相絕緣損壞與外殼相絕緣損壞與外殼相連，則由該相、設(shè)備外連，則由該相、設(shè)備外殼殼 零線形成閉合回路。零線形成閉合回路。這時(shí)，電流一般說來是這時(shí)，電流一般說來是比較大的，從而引起保比較大的，從而引起保護(hù)器動(dòng)作，切斷電源。護(hù)器動(dòng)作，切斷電源。1.定義：信號(hào)電流流回信號(hào)源的低阻抗路徑定義：信號(hào)電

27、流流回信號(hào)源的低阻抗路徑信號(hào)接地（工作接地）信號(hào)接地（工作接地）信號(hào)地控制系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位是各回路工作的參控制系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位是各回路工作的參考電位，基準(zhǔn)電位的連線稱為工作地（又考電位，基準(zhǔn)電位的連線稱為工作地（又稱系統(tǒng)地），通常是控制回路直流電源的稱系統(tǒng)地），通常是控制回路直流電源的零伏導(dǎo)線。微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)都不用大地作為零伏導(dǎo)線。微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)都不用大地作為信號(hào)返回路徑。信號(hào)返回路徑。 所謂信號(hào)接地，就是指線路選定點(diǎn)與基所謂信號(hào)接地，就是指線路選定點(diǎn)與基準(zhǔn)導(dǎo)體（系統(tǒng)地）的連接。準(zhǔn)導(dǎo)體（系統(tǒng)地）的連接。電子設(shè)備的接地方式：電子設(shè)備的接地方式： 浮地、直接接地、電容接地浮地、直接接地、電容接地（1）

28、浮地方式）浮地方式是指裝置的整個(gè)地線系統(tǒng)和大地之間無導(dǎo)體連是指裝置的整個(gè)地線系統(tǒng)和大地之間無導(dǎo)體連接，它是以懸浮的接，它是以懸浮的“地地”作為系統(tǒng)的參考電平作為系統(tǒng)的參考電平優(yōu)點(diǎn)：若浮地系統(tǒng)對(duì)地的電阻很大，對(duì)地分布電容優(yōu)點(diǎn)：若浮地系統(tǒng)對(duì)地的電阻很大，對(duì)地分布電容很小，則由外部共模干擾引起的干擾電流就很小。很小，則由外部共模干擾引起的干擾電流就很小。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1當(dāng)系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位受到干擾而不穩(wěn)定時(shí)，通過對(duì)當(dāng)系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位受到干擾而不穩(wěn)定時(shí)，通過對(duì)地分布電容出現(xiàn)位移電流，使設(shè)備不能正常工作。地分布電容出現(xiàn)位移電流，使設(shè)備不能正常工作。 2當(dāng)系統(tǒng)附近有高電壓時(shí)，如圖殼靜電感應(yīng)出電壓，當(dāng)系統(tǒng)附近有高電

29、壓時(shí)，如圖殼靜電感應(yīng)出電壓，對(duì)人身不安全。對(duì)人身不安全。（2）直接接地方式）直接接地方式這種接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)與浮地方式正好相反。當(dāng)這種接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)與浮地方式正好相反。當(dāng)控制設(shè)備有很大的對(duì)地分布電容時(shí)，只要合理選控制設(shè)備有很大的對(duì)地分布電容時(shí)，只要合理選擇接地點(diǎn)，就可以抑制分布電容的影響。擇接地點(diǎn)，就可以抑制分布電容的影響。（3）電容接地方式）電容接地方式 即經(jīng)過電容器把工作地與大地相連。接地電即經(jīng)過電容器把工作地與大地相連。接地電容主要是為高頻干擾分量提供對(duì)地的通道，抑制容主要是為高頻干擾分量提供對(duì)地的通道，抑制分布電容的影響；但電容對(duì)低頻仍是開路，浮地分布電容的影響；但電容對(duì)低頻仍是開路

30、，浮地方式的缺點(diǎn)在低頻時(shí)仍然存在。方式的缺點(diǎn)在低頻時(shí)仍然存在。 電容式接地主要用于工作地與大地間存在直電容式接地主要用于工作地與大地間存在直流或低頻電位差的情況，所用的電容應(yīng)具有流或低頻電位差的情況，所用的電容應(yīng)具有良好的高頻特性和耐壓性能，一般選良好的高頻特性和耐壓性能，一般選210uF屏蔽接地屏蔽接地為了抑制變化電場(chǎng)的干擾，微機(jī)測(cè)控裝置和為了抑制變化電場(chǎng)的干擾，微機(jī)測(cè)控裝置和其他電子設(shè)備中廣泛采用屏蔽保護(hù)。其他電子設(shè)備中廣泛采用屏蔽保護(hù)。(1)信號(hào)電纜屏蔽層接地點(diǎn)的選擇信號(hào)電纜屏蔽層接地點(diǎn)的選擇信號(hào)電纜屏蔽層接地點(diǎn)的選擇，取決于外界干擾信號(hào)電纜屏蔽層接地點(diǎn)的選擇，取決于外界干擾信號(hào)的強(qiáng)度以

31、及地線安裝條件信號(hào)的強(qiáng)度以及地線安裝條件。接地點(diǎn)選擇在信號(hào)源側(cè)接地點(diǎn)選擇在信號(hào)源側(cè)接地點(diǎn)選擇在信號(hào)接收器側(cè)接地點(diǎn)選擇在信號(hào)接收器側(cè)(2)雙絞線的接地方式雙絞線的接地方式用雙絞線中的一根當(dāng)作信號(hào)線，另一根當(dāng)作屏蔽用雙絞線中的一根當(dāng)作信號(hào)線，另一根當(dāng)作屏蔽線。當(dāng)作屏蔽線的一根應(yīng)采用雙端接地方式，為線。當(dāng)作屏蔽線的一根應(yīng)采用雙端接地方式，為感應(yīng)電流提供流動(dòng)回路。感應(yīng)電流提供流動(dòng)回路。(3)變壓器的屏蔽層接地變壓器的屏蔽層接地電源變壓器的靜電屏蔽層應(yīng)接保護(hù)地。電源變壓器的靜電屏蔽層應(yīng)接保護(hù)地。具有雙重屏蔽的電源變壓器的一次繞組的屏蔽層具有雙重屏蔽的電源變壓器的一次繞組的屏蔽層接保護(hù)地，二次繞組的屏蔽層

32、接屏蔽地線。接保護(hù)地，二次繞組的屏蔽層接屏蔽地線。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的接地技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的接地技術(shù) 1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)地線分類計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)地線分類數(shù)字地?cái)?shù)字地(又叫邏輯地又叫邏輯地)。這種地作為邏輯開關(guān)。這種地作為邏輯開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的零電位。網(wǎng)絡(luò)的零電位。模擬地。這種地作為模擬地。這種地作為AD轉(zhuǎn)換前置放大器或轉(zhuǎn)換前置放大器或比較器的零電位。比較器的零電位。 功率地。這種地為大電流網(wǎng)絡(luò)部件的零電平功率地。這種地為大電流網(wǎng)絡(luò)部件的零電平 信號(hào)地。這種地通常為傳感器的地。信號(hào)地。這種地通常為傳感器的地。交流地。交流電的地線，這種地線是噪聲地。交流地。交流電的地線，這種地線是噪聲地。直流地。直流電源的地線

33、。直流地。直流電源的地線。屏蔽地屏蔽地(也叫機(jī)殼地也叫機(jī)殼地)。為防止靜電感應(yīng)和磁。為防止靜電感應(yīng)和磁場(chǎng)感應(yīng)而設(shè)的地線。場(chǎng)感應(yīng)而設(shè)的地線。 2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接地原則計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接地原則(1)一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的應(yīng)用原則一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的應(yīng)用原則高頻電路就近多點(diǎn)接地高頻電路就近多點(diǎn)接地 低頻電路一點(diǎn)接地低頻電路一點(diǎn)接地信號(hào)接地方式種類信號(hào)接地方式種類 信號(hào)接地方式信號(hào)接地方式 并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地 串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地 混合接地混合接地 多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地 單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地 單點(diǎn)接地是指整個(gè)電路系統(tǒng)中，只有一個(gè)點(diǎn)被定義接地參考點(diǎn)，其他各個(gè)需接地的點(diǎn)通過公共地線串聯(lián)到該點(diǎn)

34、，亦可以由各點(diǎn)分別獨(dú)立地線直接于該點(diǎn)。 單點(diǎn)接地又可分為串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地和并聯(lián)并聯(lián)單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地。1.串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地 是用一公共接地線到電位基準(zhǔn)點(diǎn)，需要接地的部分就近接到接地線上。因?yàn)橐滓鸸驳刈杩垢蓴_，所以是性能最差的接地方式。 多級(jí)單點(diǎn)接地時(shí)，不同接地點(diǎn)處的電位均不為零，可能多級(jí)單點(diǎn)接地時(shí)，不同接地點(diǎn)處的電位均不為零，可能相差甚多且相互影響很大。在具體中應(yīng)注意：相差甚多且相互影響很大。在具體中應(yīng)注意：1）使各地線盡量可能短而粗；）使各地線盡量可能短而粗；2）使最低電平、最小電流的單元電路放在離接地點(diǎn)）使最低電平、最小電流的單元電路放在離接地點(diǎn)G最最 近的地方，以避免打信號(hào)電路的干擾。近的地方，以避免打信號(hào)電路的干擾。2.并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地 是將需要接地的各部分分別以獨(dú)立接地導(dǎo)線直接連接到電位基準(zhǔn)點(diǎn)（一般是直流電源負(fù)極或零伏點(diǎn)）。 這種方式不受其他分系統(tǒng)的影響，對(duì)防止各分系統(tǒng)之間的相互干擾和地回路是很有效的。一般只在頻率低于1MHz時(shí)才使用。3.兩種接地技術(shù)的比較兩種接地技術(shù)的比較串聯(lián)單點(diǎn)接地串聯(lián)單點(diǎn)接地 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：公共阻抗耦合缺點(diǎn)：公共阻抗耦合并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地 優(yōu)點(diǎn)：