一、导言

智能电表的计划，由于微操控器的引进，对计划者提出了更高的恳求。这是由于由于电源等引进的搅扰或许致使程序指针跳飞，然后致使不可猜想的作用，比方电量数据的扔掉、改动或死机等。像家用电脑和通常仪器外表临死机等景象是容许的，能够通过人工复位，从头设置等方法来康复，求终年接连的挂网工作，假定工作中呈现任何反常景象，均恳求能主动康复正常工作。可是，在工程实习中，噪声和搅扰是不可防止的。如今，大大都智能电表都应保证在搅扰较强的现场工作，因而怎样跋涉智能电表的抗搅扰才调，保证其在规矩条件下正常工作，以及防止外表内部发作的噪声对外部的辐射，是智能外表计划中有必要思考的疑问，也是要害疑问。

二、硬件抗搅扰计划

在智能电表研发的前期，咱们发现这么一种景象，电表带上电理性负载(比方电扇)时，在电扇活络插拔的刹那间，简略致使智能电表中单片机数据的扔掉或死机。假定从计划上不能把智能电表的抗搅扰疑问处理好，作用将会十分严峻。

(1)电源的抗搅扰方法

实习证实，体系失效和硬件损坏大都是由各种搅扰致使的，而90％以上的搅扰来自于电源。可见这种来自电源的搅扰对体系的影响恰当大，因而应充沛思考电源对单片机的影响。电源做得好坏，直接影响悉数电路的抗搅扰才调的好坏。如今有以下几种电源可供挑选：榜首种阻容分压式，它选用简略的电阻电容分压、滤波。但这种电源稳压功用差、电源不坚决大、带负载才调小、电网搅扰很简略串入，通常不选用这种方法。第二种开关电源，这种电源稳压功用好、纹波小，但本钱较高且对外界电网搅扰对比严峻，也不宜选用。第三种线性电源，这种电源由220V经沟通变压、整流、滤触及稳压得到，稳压功用好、阻隔特性好，报价适中，在如今运用广泛的多用户电表计划中大都选用这种方法。对这种电源的抗搅扰方法有以下几个方面。

1. 对于电源变压器的计划，要使其空载电流尽或许小，以下降整表功耗。添加变压器的容量，能使搅扰脉冲的数量和凹凸有所削减，而变压器的容量受电表空间的绑缚，变压器又不能太大。

2. 在电源变压器的初级串联一个电源滤波器，比方选用“双绕组扼流圈”的滤波线路，它对高频搅扰信号阻抗很大，使悉数电子体系与供电网之间得到必定程度的高频阻隔，对于外界空间电磁场的搅扰，也起必定的按捺作用。

3. 在各相沟通电源的进线端，并联一个压敏电阻(MOV)，其电阻随电压的添加而减小。在过压时构成一个低阻的分流器，然后能够防止被维护电路两头的电压进一步上升；当浪涌电压往后，电路电压康复到正常工作电压，压敏电阻又康复到高阻状况。

4. 在为主处理器供给电源之前的三端稳压器前，并接一个瞬变电压按捺二极管(TVS)，对后边的电路起到维护作用。当TVS两头饱尝刹那间高能量冲击时，它能以极高的速度变成低阻抗器材，吸收大电流，然后把它两头的电压钳位在一个预订的数值上，维护后边的电路元件不因瞬态高电压的冲击而损坏。

5. 在变压器一次侧选用磁珠和电容构成的丌型滤波方法，对高频搅扰起作用，但对几百赫兹以内的低频搅扰作用却很小。综上所述，计划人员应依据详细的工作环境，挑选纷歧样的抗搅扰方法。

(2)电源查看及看门狗电路

剖析及实习标明，对来自电网的搅扰不只需选用硬堵的方法，还要选用容错方法。运用电源查看及看门狗电路的意图，便是当电源电压呈现搅扰脉冲或单片机受搅扰程序工作反常时，发作一复位信号使单片机复位。看门狗电路实质上是一个单稳电路。当程序工作正常时，单片机守时给单稳电路输入触发信号，使单片机输出坚持暂稳态：当搅扰反常时，单片机不能给触发信号，单稳输出回到稳态致使单片机硬件夏位：看门狗不只对来自电网方面的搅扰起作用，并且对来自空间等别的方面的搅扰也起作用。可是假定没有电源查看电路，只需看门狗电路，在电网搅扰下，即便不带电理性负载，当电源活络合闸时，也有或许致使死机。实习证实，选用电源查看及看门狗电路往后，死机观象得到了有用地打败。

(3)串行E2PROM的挑选

由于电表数据存储的牢靠性至关首要，为了保证在掉电时以及在因搅扰致使单片机复位时，智能电表中的首要数据和参数不丢夫，存储器的挑选上要有所思考。运用并行存储器．尽管有速度快的特征，但读写信号简略遭到搅扰然后构成过错。而选用串行E2PROM存储器时，其读写时序恰当严峻，遭到搅扰犯错的概率就小得多。

(4)布线计划上的抗搅扰计划

在用电负荷很小时，220V的电压与几个μV的小信号会共集于一块电路板上，假定电源计划不妥，有用信号会被噪声所吞没，以多用户电表为例，在布线计划上的抗搅扰方法有：

1. 电源与操控分两块板。在多用户智能电表平分三有些：电源板，主机操控板和电能搜集传感器板。电源板包含变压器、整流、滤波、稳压等。操控板包含微处理器、闪现驱动、看门狗电路、串行E2PROM、电能脉冲搜集等。电能搜集传感器板包含A、B、C三相上各用户的电能搜集模块及其外围电路。对变压器的计划恳求其漏磁要小，通常其空载电流不大于10mA，若仍不能满意恳求，可改换变压器方位改动磁场方向，减小漏磁对小信号的影响。

2. 打印电路板应有超卓的绝缘性，绝缘电阻大于1011ΩV。在电路计划中，有必要严峻保证强电与弱电的阻隔，除了电路有直接联接外，100V以上的强电打印布线与弱电打印布线间隔应大于4—5mm。数字地与仿照地应通过一点方法联接来跋涉抗搅扰功用。

3. 在每个打印电路扳进口处的电源线与地线之间并接退耦电容。并接的电容应为一个大容量的电解电容(10～100μF)和一个0．01～0．1μF的非电解电窖，电路板上的大中计划IC要并接一个0．0lμF一0．1μF高频电容，以减小IC对电源的影响。留神高频电容的布线，连线应挨近电源端并尽量粗短，不然，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波作用。

4. 打印线走线要科学，高压走线尽量短，尽量远离小信号走线。对于电能搜集传感器板的打印板布线恳求一面走线．另一面铜铂既作电磁屏蔽用、又作地线用，以削减搅扰信号。除了要依据电流巨细，尽量加大导线宽度外，选用使电源线、地线走向与数据信息传送方向一起，将有助于增强抗噪声的才调。布线时防止小于90度折线，削减高频噪声发射。不要在印制板上留下空白铜箔层，由于它们能够充任发射天线或接纳天线，因而可将它们接地以减小电磁搅扰。

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