智能化逆变电源系统中监控模块的抗干扰设计

　　1 引言

　　近几年来，随着电力电子技术和计算机技术的飞速发展，智能化逆变电源系统开始进入实用化阶段。所谓“智能化”是指系统可以通过内嵌的监控模块来实现实时的监测、诊断和控制,而这一切都必须建立在准确和可靠的基础上，由于监控模块直接与逆变电源系统相连，很容易受到各种干扰(主要有空间干扰、供电系统干扰和过程通道干扰)的影响。这些干扰一旦窜入系统，轻则会引起误测、误报，严重时就会导致整个系统瘫痪。因此，系统在设计时必须充分地重视干扰问题，分别从硬件和软件上采取相应的措施。

　　2 干扰的产生及其影响

　　2.1 干扰的主要形式

　　工业现场的干扰通常都是以脉冲的形式进入系统，主要渠道有以下三种：空间干扰、供电系统干扰和过程通道干扰。其中空间干扰主要通过电磁波辐射的方式窜入系统，供电系统干扰是由于电源和传输线内阻的存在而产生的叠加干扰，过程通道干扰是指外界干扰通过与微处理器相连的通道引入系统。由于逆变电源监控模块通常由专门的辅助电源供电，因此，影响较大的主要为空间干扰和过程通道干扰。

　　2.2 干扰的主要影响

　　干扰对监控模块的影响主要在输入、输出以及CPU单元。对输入单元而言，干扰可使模拟信号失真，数字信号出错，从而导致监控系统做出错误的判断。对输出单元而言，干扰可使各种输出信号混乱，不能正常反映系统的真实输出量。而当干扰作用于监控模块的内核CPU时，后果更加严重，最典型的失控故障是破坏程序计数器PC的状态，导致程序跑飞，或者进入死循环,从而导致一系列严重的后果。

　　3 硬件抗干扰措施

　　3.1 输入通道的抗干扰措施

　　模拟输入通道中的干扰主要是来自外部的尖峰型串模干扰，因此在信号提取和转换方面要进行特殊设计。例如：远方温度传感器与电压互感器的信号通过电压/电流转换器转换成4～20mA的电流信号，采取电流传输的形式，在进入A/D转换器时，再并联一个250Ω的电阻，将电流信号转换成1～5V的电压信号;同时，在满足采样速率要求的前提下，模数转换部分尽量采用双积分式A/D转换器;另外，应在输入电路中加装低通滤波器。对于数字量输入通道则应采取光电隔离的措施。

　　3.2 输出通道的抗干扰措施

　　监控模块的输出信号中，大多是数字信号，例如显示装置、打印装置、通信、各种报警装置以及各种继电器的驱动信号。因此采取建立检测通道的方法，单片机可以通过检测通道来判断输出结果是否正确，并做出相应的处理。