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电气火灾监控探测器产品的抗干扰性设计

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forgot|  楼主 | 2022-12-30 11:14 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 forgot 于 2022-12-30 11:24 编辑

#申请原创#

我国电气火灾监控系统规范分为4个部分,分别为:
    电气火灾监控系统第1部分:电气火灾监控设备 GB14287.1-2014
    电气火灾监控系统第2部分:剩余电流式电气火灾监控探测器 GB14287.2-2014
    电气火灾监控系统第3部分:测温式电气火灾监控探测器 GB14287.3-2014
    电气火灾监控系统第4部分:故障电弧探测器 GB14287.4-2014


    其中在各规范当中对于产品的电磁兼容性设计提出了明确的要求,并且需要通过指定机构的型式检验才可以申请获取国家CCCF检测认证。
以测温式电气火灾监控探测器举例,在规范的5.11章节明确提到电磁兼容设计要求,用于测试产品对各类电磁干扰信号的抑制能力。



    探测器应能适应规定条件下的各项试验要求。试验期间,应保持正常监视状态;试验后,性能应符合5.2基本性能、5.3监控报警功能的要求。
试验样品应保持正常工作状态,不得出现误报警、系统重启、显示或通讯失灵等情况发生。因此,就需要针对不同类型的电磁干扰建立合理的设计方案,以保证顺利通过型式试验。以下针对静电放电抗扰度试验与电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的抗干扰硬件及软件的设计进行说明:

    1、静电放电抗扰度试验(ESD)产品标准中规定的等级为:接触放电电压6KV,空气放电电压 8KV。
一般的设计方案是在产品的电源、I/O 口和接地端之间连接一对快速、低容量的二极管,或直接并联更为高效的瞬态抑制二极管(TVS)。在使用 TVS 管的同时再增加 1 个或多个高频旁路电容器,放置在易损元件的电源和地之间。其次,电路的电源端应避免产生较大的电感,从而影响滤波电路对脉冲电流的防护。

    产品金属外壳的有效接地至关重要,其电源地、信号地和金属外壳应连接在一起形成系统接地。当外壳由多块金属结构件组成时,应保证金属壳体的连续接地。

    2、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(EFT)标准中规定,对电源端口的骚扰脉冲幅值电压为 2KV,对 I/O 口的骚扰脉冲幅值电压为 1KV。由于 EFT 骚扰信号能量小,信号频率固定。因此,该试验对于产品一般不会造成永久性损坏。
但当脉冲信号群进入电路内部对其结电容持续充电,能量积累到一定程度后,还是会引起电路中控制单元的误动作或触发错误的 IC 片选信号导致故障发生。对于电源端的脉冲骚扰,一般选择在电源入口处加入铁氧体磁环或共模电感。对于通讯或采样功能的 I/O 信号端口,建议再加入信号滤波器,以防止骚扰信号进入电路内部的信号处理单元。


    以上是硬件方面的抗干扰设计,另外通过设计合理的单片机芯片程序,同样能够提高产品的抗干扰能力。标准中最短时限要求为探测器报警的响应时间不得大于]

    对于产品的显示器件,如 LCD 显示器和指示灯,应在程序中加入定时刷新指令,防止产品在受到干扰时发生显示错误。为避免骚扰信号进入电路内部造成单片机死机或程序跑飞,还应在主程序中加入看门狗指令,定时复位单片机防止发生内部故障或系统假死,减少试验期间发生系统组件故障的可能。


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