这个东西其实没有那么神秘。。。。继电器的触点端和线圈之间不是完全隔离的,由于负载端是电锁,开关瞬间会产生很高的电压,电压太高的话会将线圈和触点击穿,将干扰传递至控制端,这儿我们可以做个近似的计算,从楼主提供的第二张图片来看,继电器的释放时间在50us左右,这段时间里有15个干扰峰,每个干扰峰的时间为4us,将每个尖峰等效成一个矩形方波,那么这些方波的上升沿将小于0.1us。一般的操作电流在100ma左右(220*0.1=20W,灯泡在这个功率上还算正常吧,为什么灯泡的干扰能消除而电锁的不能消除呢?因为电锁的电流顶多1mA,远远小于灯泡!),一般电锁回路电感可以达到1mH左右(最保守的估计),V=Ldi/dt=1000V!加上电源的220*1.414=380V,也就是1400V左右,而一般继电器的隔离电压是多少呢?举一个比较经典的继电器松乐SRS/SRSZ系列.其Breakdown volatage Between Contact and coil为500Vrms,也就是700Vpp,小于击穿电压,线圈击穿后的电压将直接加在VDD上,并在VDD和GND之间形成地环流。由于这个时间太短,加上继电器离稳压芯片太远,等效电感很大,所以稳压芯片基本上不起作用。
最直接的方法是在离继电器最近的VDD和GND之间加一个小电容,或者加个6V的稳压管,稳压管的效果上要比RC的效果要好,理由如下:粗略计算了一下,每个脉冲的上升沿将小于500ns,对应的干扰频率为0.35/0.5=700Mhz。。。一般1000p到1uf之间的电容都具有10nH左右的ESL,在这个频率上的阻抗为50欧姆,而一般稳压管的等效电阻只有几欧姆。如果选择电容的话,选择510p--2000p,电阻不要超过10欧姆,否则就没有效果,干扰依然会向别处传递,我不知道你板子是怎么布局的,是单面板还是双面板,如果是双面板,直接在VDD上接一个1000pf的0805的MLCC,MLCC的GND端不要通过连线,直接通过过孔打到地平面。如果没有地平面,则将RC跨接在VDD和GND之间,越短越好。除此之外解决的方法还很多,再比如更换击穿电压更高的继电器就是最直接的办法,这样不一定会增加成本,也不要修改电路。还有就是在设计PCB的时候大面积铺铜或者使用完整的电源平面都能抑制掉这个干扰。
关于前面一些方法的看法:
1.19楼,C取大点---从上面的计算可以知道,由于干扰频率高达700M,1000pf的电容就足以抑制,任何超过0.01uf的电容都会根本没有效果。二极管换成IN5819---首先,这个干扰的原因不是控制线圈自己引起的,自然也跟续流二极管无关啦,既然说到这儿,我就稍微再拓展一下,其实续流二极管用IN4007比IN5819要好。IN4007的结电容才4pf而IN5819的结电容为110pf。另外IN5819比IN4007还要贵且占空间,记住一个原则,几乎在所有需要反向保护的场合,IN4007是足够胜任且是最合适的。
2.9楼:9楼的提议被楼主给否决了,其实9楼提出的建议是非常好的,如果是直流场合,用场效应管再合适不过了,如果只交流,则可以考虑双向可控硅,再或者直接固态继电器,都是很好的选择。
3.7楼:干扰时通过继电器内部传播过来的,无论如何隔离和屏蔽都无济于事。
4.5楼:如果允许修改高压端的电路,在触点间加RC吸收电路无疑是最好的方法。
5.10楼,上面已经论证过了,超过0.01uF的电容都几乎没有效果了。
6.11楼,跟7楼的原因是一样的。
7.14楼,有两个问题。一,从图上就可以看出干扰自有50us,远小于几十ms了,足以称为瞬间。二,你说的没错,电路闭合的时候,电流是慢慢增长的,但是电压不是,在断开的瞬间,产生的反压更高。这儿的主要矛盾是电压而不是电流。
8.16楼,TVS在这儿完全没有用。没有完整的地平面,回路感抗太大,钳不住的。
9.17楼,你的第二条观点是对的,第一条观点就离题了。你第一条建议中的RC作用跟IN4007的作用是一样的,没有触及根本矛盾。
10.18楼,总结中的345条都有些问题,第3条不能完全否定,可以使用双向可控硅,控制交流时可以的;第四条,他的RC跟触点RC不是一回事;第五条,简简单单一个1000pf的电容就行了,千万别串联什么“吸收电阻”,有电阻还吸收个屁啊。 |