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光电传感器的电磁兼容设计

2011-11-08 15:48
林契于宸
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  输出电路电磁兼容

 

  输出电路是传感器的末级电路,一般是无触点开关电路。常用输出元件有三极管和晶闸管。三极管状态改变时,引起电磁辐射。在三极管集电极与发射极之间并接RC 吸收电路,用电感L 来抑制d i/ d t , 就可减小电磁辐射的能量[4 ] ,如图3 所示。

 

  

 

  输出电路电磁兼容设计的另一种方法是屏蔽。图4 中,晶闸管被屏蔽,LC 滤波网络用来抑制晶闸管动作时产生的浪涌。滤波网络与屏蔽罩均接地。

 

  

 

  抗干扰编码

 

  现在,通信、接口、总线技术的发展也促使二进制传感器的智能化。AS-Interface 是一个执行器-传感器- 接口总线系统。AS-Interface 总线系统最多可安装248 个二进制传感器。AS-Interface 芯片与光电传感器配合,可使传感器与AS-Interface 总线相连。同一总线上,多个传感器相互干扰的问题比较严重。这可在传感器通信时,在信息中加入监督码元(冗余码) 进行抗干扰。如用00000 、11111 代替0 、1 。当收到10111 ,那可认为错了一位,并自动纠正第二位。

 

  电磁兼容试验

 

  电磁兼容设计靠电磁兼容试验来验证与改进。现在,有了比较完善的电磁兼容试验方法和专门的试验设备。开关电器动作时,形成强烈的干扰,产生瞬态脉冲。IEC61000-4-4 标准对电快速瞬变脉冲干扰作出规定,分为单个脉冲、一群脉冲、脉冲群。脉冲群波形如图5 所示,周期为300 ms , 脉冲束宽度为15 ms。

 

   

 

  单个脉冲和一群脉冲中单个脉冲的宽度要小于15ms。IEC1024 规定的雷电模拟脉冲的宽度也要小于15 ms。光电传感器内部采用小电容对瞬变脉冲滤波比较适应。传感器若受主机控制,则可在软件中采用数字滤波、延时指令来抑制瞬变干扰。光电传感器辐射敏感度试验结果如表1 所示。

 

  

 

  结束语

 

  采用以上设计后, 光电传感器既没有干扰80C51 单片机实验系统, 也没有干扰F-40M 型PLC。它在断路器严酷环境中能稳定地工作。经过电磁兼容设计,光电传感器可靠性及质量显著提高。

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