電磁兼容在空調(diào)設(shè)計中的運用分析

蔣振飛

摘要：電磁干擾不僅會影響電子產(chǎn)品的安全性，降低系統(tǒng)的可靠性，也會造成嚴重的生態(tài)環(huán)境污染問題。在空調(diào)設(shè)計中要合理的分析電磁兼容的問題，綜合空調(diào)設(shè)計的需求，對其系統(tǒng)分析。因此，文章主要對電磁兼容在空調(diào)設(shè)計中的具體應(yīng)用進行了簡單的分析。

關(guān)鍵詞：電磁兼容;空調(diào)設(shè)計;運用分析

在空調(diào)設(shè)計開發(fā)中，電磁兼容是關(guān)鍵內(nèi)容，電磁兼容問題如果沒有解決，則會影響空調(diào)的電磁工作環(huán)境，造成不同程度的污染問題，嚴重的降低了空調(diào)的可靠性。進行電磁兼容問題分析，要做好源頭控制以及處理，在開發(fā)前有效的解決電磁兼容問題，這樣才可以降低后期開發(fā)的難度。

一、空調(diào)設(shè)計中的電磁兼容分析

（一）電磁兼容

微處理器在空調(diào)的主控板以及遙控器中廣泛應(yīng)用，其具有集成度高、適應(yīng)性良好的特征，體積較小，具有效能低以及操作簡單的優(yōu)勢，是一種單片機芯片。而隨著單片機的時鐘速度增加，內(nèi)部的功能電路也在不斷完善，電源電壓的低功耗需求呈現(xiàn)下降的趨勢，導(dǎo)致電磁兼容問題逐漸凸顯。

單片機芯片主要就是進行各種數(shù)據(jù)的輸入以及數(shù)據(jù)信息的處理，屬于空調(diào)運算系統(tǒng)的控制核心。典型的電路主要有CPU、ROM、RAM以及室內(nèi)外通訊電路等不同的電路。不同的電路主要就是在一塊或者幾塊的印刷電路板之上，電路板與各個傳感器、輸出繼電器等關(guān)鍵設(shè)備主要是通過電纜進行連接。

（二）電磁兼容問題

微處理器的空調(diào)其存在的顯著問題就是電磁兼容問題，其主要如下：

1.干擾源

微處理器空調(diào)器自身屬于干擾源，是一種敏感的設(shè)備。設(shè)備自身屬于低電平系統(tǒng)，在高于干擾門限之后數(shù)據(jù)信息無法恢復(fù);同時，微處理器中的數(shù)字脈沖信號頻譜較寬具有一定的干擾特性。

因此，微處理器的電路所處的環(huán)境較為復(fù)雜。一般微處理器干擾源主要包括了時鐘電路、高速邏輯電路以及晶閘管IGBT工頻電源等等各個方面內(nèi)容。

2.空調(diào)屬于混合電路

空調(diào)是一個基于數(shù)字邏輯電路為主要模式的數(shù)?；旌想娐?，脈沖以及漸變信號是同時存在的。屬于高速脈沖的低電平系統(tǒng)，但是在運行從其會產(chǎn)生極高的瞬間電壓。干擾對于數(shù)字電力系統(tǒng)、電路的模擬系統(tǒng)有著不同的影響。在模擬電路中，干擾呈現(xiàn)連續(xù)性的狀態(tài)，在干擾的增大中不斷的增加，而隨著干擾消失會逐漸恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

3.脈動電壓

此器件接地屬于脈動電壓，在有阻抗地線的時候其產(chǎn)生的脈動電流會成為模擬電路一次電壓的參考電壓，這樣就會導(dǎo)致誤差問題，導(dǎo)致工作出現(xiàn)失穩(wěn)等問題。

空調(diào)測溫A/D中的轉(zhuǎn)換電路、遙控器中的電路等模擬信號會使得單片機中數(shù)字出口信號出現(xiàn)疊加高頻分量，因此，其會直接影響管腳的輸入模擬信號、參考電壓等各項因素;在數(shù)字電路頻率較高或者其模擬的電路對于功率要求嚴格的時候，二者之間會產(chǎn)生一定的影響。線間耦合會產(chǎn)生強大的竄擾;而管腳以及連線構(gòu)成的開放性的布線結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定的輻射，輻射受到電流以及信號的功率因素的影響;在管腳輸入阻抗較高的狀態(tài)之下會有效的降低外部的低頻輻射的影響，但是去對于外部的高頻輻射則會產(chǎn)生嚴重的影響。電源波動則會導(dǎo)致信號出現(xiàn)混亂以及系統(tǒng)失調(diào)等問題，而電源屬于系統(tǒng)各項信號交叉點，這樣則會影響系統(tǒng)中各項信號的的穩(wěn)定性，導(dǎo)致信號受到影響。

二、電磁兼容在空調(diào)設(shè)計中的運用要點

在空調(diào)設(shè)計中要重點分析電磁兼容問題，在源頭上進行合理的控制，進而達到降低影響，為空調(diào)設(shè)計應(yīng)用提供有效的參考。

（一）空調(diào)設(shè)計中電磁兼容關(guān)鍵因素

空調(diào)器中的印刷電路板的電磁兼容系統(tǒng)是空調(diào)的關(guān)鍵因素。印刷電路板中的EMC主要有公共抗組耦合、高頻載流導(dǎo)線以及竄擾等各個導(dǎo)線的輻射、導(dǎo)線對于高頻輻射產(chǎn)生的感應(yīng)等等。而其中最為嚴重的就是高頻輻射的問題。而出現(xiàn)此種問題主要就是因為電源線、信號線以及接地線的各個阻抗會隨著頻率的增加而呈現(xiàn)增加的趨勢，這些阻抗很容易通過公共阻抗耦合而出現(xiàn)干擾性的問題，導(dǎo)致頻率增高減小寄生電容的榮抗，增加竄擾產(chǎn)生的影響。同時，在高頻下線條的尺寸在達到與時鐘以及器械波、波長相等的程度的時候，其高頻輻射則會更為顯著。

PCB上產(chǎn)生的帶狀線纜中明確屏蔽層，可以進行優(yōu)勢的高頻信號的傳輸，存在的輻射以及串?dāng)_問題較為突出。將連接高速邏輯電路線條作為傳輸線，其傳輸線路阻抗不匹配會導(dǎo)致信號出現(xiàn)反射以及畸變等問題。帶狀線纜中僅有一根接地線，且其信號線與地線之間在隨機分配的時候很容易出現(xiàn)輻射，如果只用一根接地電線則就會產(chǎn)生公共阻抗耦合。因此，在理論生可以獲得一個空調(diào)電路抗干擾能力的公式：

（二）源端設(shè)計

在空調(diào)設(shè)計中產(chǎn)生電磁騷擾的主要要素主要有騷擾源、耦合途徑以及敏感設(shè)備。在前期設(shè)計中，要合理的控制騷擾源，在耦合途徑上對其進行對應(yīng)的處理。

源端設(shè)計的主要就是進行源頭的處理，使得電磁騷擾在產(chǎn)生之后進行一定程度的合理控制，有效降低外部電路產(chǎn)生的騷擾與影響。在進行空調(diào)控制器中其主要要進行開關(guān)器件、功率回路以及高頻信號回路的設(shè)計以及處理。

（三）接地設(shè)計

通過合理的接地設(shè)計可以有效的抑制騷擾源的問題，進而解決50%以上的電磁兼容問題，如果接地不良，則會導(dǎo)致接地干擾以及接地環(huán)路等問題，嚴重的影響了系統(tǒng)運行的安全性。因此，在進行空調(diào)設(shè)計中，其涉及到電磁兼容的地主要分為電路的基準(zhǔn)電壓地，以及大地（機殼）。在安全的角度進行分析，要將機殼與大地連在一起，在設(shè)計中走地整體布局如圖1所示。

空調(diào)的大地以及主板基準(zhǔn)并不是在相同的電壓上，為了合理的進行干擾信號的引流處理，在濾波電路中添加Y電容的方式進行處理。但是此種方式會導(dǎo)致漏電流的問題，因此要根據(jù)具體的產(chǎn)品合理應(yīng)用。

結(jié)束語：

帶有微處理器的電子電路產(chǎn)品快成有效提升空調(diào)產(chǎn)品的性能，分析電磁兼容問題，了解其產(chǎn)生的影響，通過對電源、濾波等因素的分析，綜合設(shè)計需求采取有效的方式在源頭上進行控制，可以有效的降低各種不良干擾，進而達到提升空調(diào)安全性的目的。

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（作者單位：寧波奧克斯電氣股份有限公司）