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跑步機電磁兼容(EMC)設計
跑步機電磁兼容(EMC)設計
跑步機涉及到人身可靠和周邊用電設備干擾,要求其控制系統應有較高的可靠性和可靠性。系統不僅在軟硬件上采取了多種措施,如故障診斷、硬件冗余、數字濾波和軟件看門(mén)狗等,還對器件的散熱、防潮和抗震等作了相應的處理。此外,與可靠性相關(guān)的還有電磁兼容性(EMC),因為在PWM 系統中,功率轉換電路工作頻率較高,電路在過(guò)渡過(guò)程中有較高的電流變化率和電壓變化率,所以更須注重EMC設計。
EMC設計的基本原則是:抑制干擾源,切斷干擾傳播路徑及提高敏感器件的抗干擾性能。干擾源指產(chǎn)生干擾的元件、設備或信號,可以說(shuō),在du/dt,di/dt大的地方就是干擾源;干擾傳播路徑主要有導線(xiàn)傳導和空間輻射,傳導耦合常見(jiàn)于低頻,輻射耦合常見(jiàn)于高頻;敏感器件也就是易受干擾的器件。對于本系統,干擾源有繼電器、IGBT管、電機、晶振、高頻時(shí)鐘、PWM信號和工頻電源等,干擾傳播路徑有電源線(xiàn)(內、外)、上位機與下位機之間的連線(xiàn)、空間工頻電磁場(chǎng)等,敏感器件有單片機、數字IC和弱信號放大器(對手握式心率檢測信號)等。
1.1 電路板級EMC設計
在PCB板上,按功率大小,信號強弱等因素,進(jìn)行合理的分區,盡可能把干擾源與敏感元件遠離;對IGBT管、繼電器和電機等要有良好的吸收回路;對電源(內電源)采用濾波等措施以提供穩定的電壓和減小傳導干擾;對接地系統,盡量將模擬地、數字地、電源地和屏蔽地等各自分開(kāi)走,自成系統,然后匯集到一個(gè)公共接地點(diǎn);柵級驅動(dòng)的PWM 線(xiàn)應短、離IGBT管要近,板上的其它布線(xiàn)要按規范進(jìn)行;單片機系統應選用頻率較低的晶振;IC器件盡量直接焊在電路板上,減少接觸電感等.
1.2 系統級EMC設計
應綜合使用接地、屏蔽和濾波等措施,以保證系統的正常操作及人身可靠。如,在AC220 V入口處(外電源)加電源濾波器;在上儀表與F電控之間的連線(xiàn)要有屏蔽,且在入出PCB板處,加磁環(huán)濾波;各種線(xiàn)的捆扎、固定要規范化;良好的接地可以消除各種電磁干擾。此外,在系統級EMC設計時(shí),還要考慮降低系統對其它電子設備的**電磁影響。
家用跑步機和商用跑步機都要加裝低通電源濾波器。