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一、導言

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

二、硬件抗攪擾計劃

在智能電表研發的前期，咱們發現這么一種景象，電表帶上電理性負載(比方電扇)時，在電扇活絡插拔的剎那間，簡略致使智能電表中單片機數據的扔掉或死機。假定從計劃上不能把智能電表的抗攪擾疑問處理好，作用將會十分嚴峻。

(1)電源的抗攪擾方法

實習證實，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大，因而應充沛思考電源對單片機的影響。電源做得好壞，直接影響悉數電路的抗攪擾才調的好壞。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。但這種電源穩壓功用差、電源不堅決大、帶負載才調小、電網攪擾很簡略串入，通常不選用這種方法。第二種開關電源，這種電源穩壓功用好、紋波小，但本錢較高且對外界電網攪擾對比嚴峻，也不宜選用。第三種線性電源，這種電源由220V經溝通變壓、整流、濾觸及穩壓得到，穩壓功用好、阻隔特性好，報價適中，在如今運用廣泛的多用戶電表計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方面。

1. 對于電源變壓器的計劃，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串聯一個電源濾波器，比方選用“雙繞組扼流圈”的濾波線路，它對高頻攪擾信號阻抗很大，使悉數電子體系與供電網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線端，并聯一個壓敏電阻(MOV)，其電阻隨電壓的添加而減小。在過壓時構成一個低阻的分流器，然后能夠防止被維護電路兩頭的電壓進一步上升；當浪涌電壓往后，電路電壓康復到正常工作電壓，壓敏電阻又康復到高阻狀況。

4. 在為主處理器供給電源之前的三端穩壓器前，并接一個瞬變電壓按捺二極管(TVS)，對后邊的電路起到維護作用。當TVS兩頭飽嘗剎那間高能量沖擊時，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預訂的數值上，維護后邊的電路元件不因瞬態高電壓的沖擊而損壞。

5. 在變壓器一次側選用磁珠和電容構成的丌型濾波方法，對高頻攪擾起作用，但對幾百赫茲以內的低頻攪擾作用卻很小。綜上所述，計劃人員應依據詳細的工作環境，挑選紛歧樣的抗攪擾方法。

(2)電源查看及看門狗電路

剖析及實習標明，對來自電網的攪擾不只需選用硬堵的方法，還要選用容錯方法。運用電源查看及看門狗電路的意圖，便是當電源電壓呈現攪擾脈沖或單片機受攪擾程序工作反常時，發作一復位信號使單片機復位。看門狗電路實質上是一個單穩電路。當程序工作正常時，單片機守時給單穩電路輸入觸發信號，使單片機輸出堅持暫穩態：當攪擾反常時，單片機不能給觸發信號，單穩輸出回到穩態致使單片機硬件夏位：看門狗不只對來自電網方面的攪擾起作用，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，在電網攪擾下，即便不帶電理性負載，當電源活絡合閘時，也有或許致使死機。實習證實，選用電源查看及看門狗電路往后，死機觀象得到了有用地打敗。

(3)串行E2PROM的挑選

由于電表數據存儲的牢靠性至關首要，為了保證在掉電時以及在因攪擾致使單片機復位時，智能電表中的首要數據和參數不丟夫，存儲器的挑選上要有所思考。運用并行存儲器．盡管有速度快的特征，但讀寫信號簡略遭到攪擾然后構成過錯。而選用串行E2PROM存儲器時，其讀寫時序恰當嚴峻，遭到攪擾犯錯的概率就小得多。

(4)布線計劃上的抗攪擾計劃

在用電負荷很小時，220V的電壓與幾個μV的小信號會共集于一塊電路板上，假定電源計劃不妥，有用信號會被噪聲所吞沒，以多用戶電表為例，在布線計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、穩壓等。操控板包含微處理器、閃現驅動、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磁場方向，減小漏磁對小信號的影響。

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

3. 在每個打印電路扳進口處的電源線與地線之間并接退耦電容。并接的電容應為一個大容量的電解電容(10～100μF)和一個0．01～0．1μF的非電解電窖，電路板上的大中計劃IC要并接一個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，連線應挨近電源端并盡量粗短，不然，等于增大了電容的等效串聯電阻，會影響濾波作用。

4. 打印線走線要科學，高壓走線盡量短，盡量遠離小信號走線。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。除了要依據電流巨細，盡量加大導線寬度外，選用使電源線、地線走向與數據信息傳送方向一起，將有助于增強抗噪聲的才調。布線時防止小于90度折線，削減高頻噪聲發射。不要在印制板上留下空白銅箔層，由于它們能夠充任發射天線或接納天線，因而可將它們接地以減小電磁攪擾。