交流继电器通断产生的纹波影响了单片机，如何解决？

1427998646 · 发表于 2019-8-22 16:53:52

本帖最后由 1427998646 于 2019-8-23 06:59 编辑

大家好！

我遇到TI单片机受到了一个220V交流继电器的220V驱动闭合或者断开时，影响了单片机，通过示波器，看到很大的纹波。有些模块受到了影响。

系统大约是：

市电 ---  开关电源 --- 仪表（仪表采用了 LM2596 将12V 降低到 5V, 再用TPS79633给单片机供电。）
   -- 交流继电器（有个PLC控制交流继电器开关），这个交流继电器和开关电源的220V接口在一个端子上。

当交流继电器220V开和闭合时，产生了比较大的纹波。单片机会复位 (MSP430F5438A)。

示波器能看到 12V  5V  3.3V 位置，都收到了纹波干扰。

虽然在继电器220V这个点，并个安规电容，就没有纹波干扰了。

但是还是想，谁能给个电路，能滤除这个纹波？  我已经尝试了很多方法，都已经失败了。

下图是不并电容时

下图是开关电源220V并电容，无作用

交流继电器220V，并电容，无纹波

智涅 · 发表于 2019-8-22 17:09:07

下图不见了

1427998646 · 发表于 2019-8-22 17:15:43

智涅发表于 2019-8-22 17:09
下图不见了

不好意思。
现在有了。

rclong · 发表于 2019-8-22 17:30:00

你去查一下厦门宏发公司的应用笔记和资料
这家公司是专门做继电器的
你这种情况他们手册里讲有,给了一些参考电路,你都可以试试看.

wye11083 · 发表于 2019-8-22 17:47:03

貌似得给开关电源加emc电路，比较复杂了。

ordman · 发表于 2019-8-22 17:48:57

12v输出串二极管，二极管前后各并联100uf电容

1427998646 · 发表于 2019-8-22 18:22:42

ordman 发表于 2019-8-22 17:48
12v输出串二极管，二极管前后各并联100uf电容

好，我有串了二极管和一个电阻，在给DCDC降压。

我试试。谢谢！

1427998646 · 发表于 2019-8-22 18:24:21

wye11083 发表于 2019-8-22 17:47
貌似得给开关电源加emc电路，比较复杂了。

因为大部分单片机类型不重启，所以还是想看看我们能解决么。虽然比较难。

我买了一些交流稳压器和直流稳压器，都没有能滤掉这个波形。

hailing · 发表于 2019-8-22 18:39:43

你把单片机的仿真口线每个都并上330pf的电容，就不会复位了。430的抗干扰能力不强，我以前打群脉冲和静电就碰到过复位，加电容就好了。仿真口其中有一个脚最敏感

Ilove51andAVR · 发表于 2019-8-22 19:06:14

楼主，你的示波器要设置哪个参数，才能像你这样清晰的测量出来？示波器新手一个，望指导

1427998646 · 发表于 2019-8-23 06:55:11

hailing 发表于 2019-8-22 18:39
你把单片机的仿真口线每个都并上330pf的电容，就不会复位了。430的抗干扰能力不强，我以前打群脉冲和静电就 ...

您好！

我是用的2线烧录原理（3.3V RST TEST GND），已经尝试将RST并电容，还没有测试间Test并电容。
所有IO口在初始化时，都已经设置为输出，高电平。（未设置上拉）。

那么请问，我是否只需要RST并电容？ Test会收到影响？

1427998646 · 发表于 2019-8-23 06:56:11

Ilove51andAVR 发表于 2019-8-22 19:06
楼主，你的示波器要设置哪个参数，才能像你这样清晰的测量出来？示波器新手一个，望指导 ...

您好！

我也不会用示波器，请的电子工程师专家帮忙测试的。

类似做了一种阀值捕捉。

myxiaonia · 发表于 2019-8-23 07:50:43

交流继电器的负载时什么，这个信息也很重要啊

1427998646 · 发表于 2019-8-23 08:22:35

myxiaonia 发表于 2019-8-23 07:50
交流继电器的负载时什么，这个信息也很重要啊

您好！

交流继电器负载悬空就能产生这个。

myxiaonia · 发表于 2019-8-23 08:29:33

1427998646 发表于 2019-8-23 08:22
您好！

交流继电器负载悬空就能产生这个。

那你的意思是说继电器输入端并电容喽，也就是说是继电器线圈产生的干扰？plc上没有吸收电路？续流二极管或者rc吸收？

如果是这个问题，plc使用的直流电源和你的板子的直流电源是1路的？

xiangtaochen · 发表于 2019-8-23 08:31:30

交流接触器的控制段加rc线圈没有，这个是线圈放电在环境里产生的电磁场，在断电瞬间，线圈反向试图抵消电能断开，在空间有一个电磁脉冲，加了rc就可以，rc型号可以查施耐德，你自己做一个也可以

xiangtaochen · 发表于 2019-8-23 08:31:59

为什么写的付费主题？

1427998646 · 发表于 2019-8-23 09:04:08

myxiaonia 发表于 2019-8-23 08:29
那你的意思是说继电器输入端并电容喽，也就是说是继电器线圈产生的干扰？plc上没有吸收电路？续流二极管 ...

是的. 不用挂负载.

PLC是通过一个直流继电器驱动220V继电器, 220V继电器最终接了一些设备.

我现在测试,直接给220V驱动部分手动测试接触性, 就会引起非常大的纹波.

客户说, 为何开关电源输出上,其他设备没问题, 我们的不行.
我说我们的是高精密仪器(有24位AD 和参考电压等等), 和那些设备对纹波要求不一样.

尽管纹波超过100mv, 但是客户并不理会.

所以还是想在解决一下这个问题, 不知道是否有可能. 因为找了一个工程师, 还比较专业, 还是无法解决.

HalenYU · 发表于 2019-8-23 09:09:46

兄弟搞电表的吗？首先继电器驱动电路电源和和MCU电源要分开两路供电，继电器路要有大电容蓄电。如果有以上处理还是不行，说明你的开关电源设计有问题，带载能力不足，你可以先测试你的开关电源带载能力，是否能足够提供稳定电压电流输出。

1427998646 · 发表于 2019-8-23 09:12:28

xiangtaochen 发表于 2019-8-23 08:31
交流接触器的控制段加rc线圈没有，这个是线圈放电在环境里产生的电磁场，在断电瞬间，线圈反向试图抵消电能 ...

您好!

我要客户加，有些客户就说，为何开关电源上，别人的仪表这么没问题。。。（也许别人仪表不是我们一样的单片机和一些IC吧）。按照常规,都是由用户解决继电器干扰,因为这个纹波太大了.

所以如果不在继电器端口加，是否有可能解决这么大的纹波？我们加电容，π滤波都没能控制住。

myxiaonia · 发表于 2019-8-23 09:12:42

1427998646 发表于 2019-8-23 09:04
是的. 不用挂负载.

PLC是通过一个直流继电器驱动220V继电器, 220V继电器最终接了一些设备.

请将具体的拓扑结构画一下示意图吧，描述不太看得清

我感觉问题好像不是很难解决的

1427998646 · 发表于 2019-8-23 09:14:48

HalenYU 发表于 2019-8-23 09:09
兄弟搞电表的吗？首先继电器驱动电路电源和和MCU电源要分开两路供电，继电器路要有大电容蓄电。如果有以上 ...

兄弟搞电表的吗？首先继电器驱动电路电源和和MCU电源要分开两路供电，继电器路要有大电容蓄电。如果有以上处理还是不行，说明你的开关电源设计有问题，带载能力不足，你可以先测试你的开关电源带载能力，是否能足够提供稳定电压电流输出。

哎，客户未节约成本，这么供电的（其实还有很多大负载，都接在这个开关电源的12V上。只是这次讨论，不说这些负载）。

要他继电器加电容，他们说为何别人设备没问题。

hailing · 发表于 2019-8-23 09:22:31

RST就是RESET脚吧？这个是一定要并电容的，另外一个TEST脚也要并电容，你你的应用必须把MCU自身的抗干扰加强，而不是期望外部的干扰减小，你提供的交流接触器你还可以改进，要是装到干扰大的设备或跟别的继电器装一起你怎么搞？另外你测试到的波形不一定是电源上真这么强的波形，也可能是示波器加上去构成了天线，示波器表笔接收到的波形。实际电源上波形没这么厉害，反而因为MCU的敏感脚受干扰更加容易复位。

adcr · 发表于 2019-8-23 09:29:47

你试试给仪表部分整个用个金属罩子封起来，金属罩子接地，地点取LM2596输入滤波电容的GND上

1427998646 · 发表于 2019-8-23 09:39:21

adcr 发表于 2019-8-23 09:29
你试试给仪表部分整个用个金属罩子封起来，金属罩子接地，地点取LM2596输入滤波电容的GND上 ...

嗯，这些都有做。

HalenYU · 发表于 2019-8-23 09:41:03

1427998646 发表于 2019-8-23 09:14
兄弟搞电表的吗？首先继电器驱动电路电源和和MCU电源要分开两路供电，继电器路要有大电容蓄电。如果有以 ...

这个客户要求有点离谱，一个电容也没有多少成本，对可靠性很有好处。你拆拆别人的设备看看，学习一下吧

1427998646 · 发表于 2019-8-23 09:44:46

hailing 发表于 2019-8-23 09:22
RST就是RESET脚吧？这个是一定要并电容的，另外一个TEST脚也要并电容，你你的应用必须把MCU自身的抗干扰加 ...

示波器拿的挺远的，中间隔开了，干扰示波器的可能性比较低。

因为我将 220驱动器加电容，就已经没有了。

我试试把TEST脚加个

谢谢！

1427998646 · 发表于 2019-8-23 09:47:46

HalenYU 发表于 2019-8-23 09:41
这个客户要求有点离谱，一个电容也没有多少成本，对可靠性很有好处。你拆拆别人的设备看看，学习一下吧 ...

我和他说，家用电器有继电器的，以及工业中，基本都会加个电容吸波储能，避免烧其他电路设备。

可是他说为何别人的设备没关系。

我说我的对纹波要求高点，因为我设备有预热过程。

rniu · 发表于 2019-8-23 09:55:58

EMI分传导辐射和空间辐射。如果是传导辐射，用市售的交流电共模滤波器加在单片机供电电源前看看。另外单片机芯片的3.3V/5V也要验证是否需要pi型滤波。验证不是传导辐射的话，试一下屏蔽，看是否辐射造成。有时可能传导和辐射共同作用。

rniu · 发表于 2019-8-23 09:55:58

EMI分传导辐射和空间辐射。如果是传导辐射，用市售的交流电共模滤波器加在单片机供电电源前看看。另外单片机芯片的3.3V/5V也要验证是否需要pi型滤波。验证不是传导辐射的话，试一下屏蔽，看是否辐射造成。有时可能传导和辐射共同作用。

hailing · 发表于 2019-8-23 10:18:36

示波器拿的再远也没用，表笔总是接到你板子上的吧，这样就会收到信号在屏幕上显示出来

ZY_Hong · 发表于 2019-8-23 11:25:51

交流接触器干扰是很大的，我经常搞40个交流接触器同时通断来测试板子稳定性的，一搞就是一天一夜，这东西通断的时候，声音很响，只能选择周末人少的时候搞。
这东西传导、辐射都有，传导的话可以在电源端加π型滤波！辐射就只能把PCB线布好，敏感引脚如：RESET，电源引脚、内核电源去耦电容引脚处理好！

1427998646 · 发表于 2019-8-23 13:13:45

ZY_Hong 发表于 2019-8-23 11:25
交流接触器干扰是很大的，我经常搞40个交流接触器同时通断来测试板子稳定性的，一搞就是一天一夜，这东西通 ...

本次测试中，π滤波已经做了外部，还是无用。（打算做个内部的试试）。

单片机都有104电容，唯独Test脚没有，官方手册并没有要求。

整个机器都是放在金属壳体里面，应该无法干扰过去的。

主要还是纹波问题。提供的电压太低了。

只是想挑战一下，有什么电路，能消除这种波峰干扰。

ZY_Hong · 发表于 2019-8-23 13:22:51

1427998646 发表于 2019-8-23 13:13
本次测试中，π滤波已经做了外部，还是无用。（打算做个内部的试试）。

单片机都有104电容，唯独Test脚 ...

π型滤波不仅电源正端要用电感隔开，负端（地）也要用电感隔开，电感一般选68-100uH，电容10nF左右！
另外RESET引脚搞两级RC，抗干扰会有改善

1427998646 · 发表于 2019-8-23 13:45:59

ordman 发表于 2019-8-22 17:48
12v输出串二极管，二极管前后各并联100uf电容

哦，这个方案想了一下，我已经有了

开关电源12V ----- 仪表端子 --- 电解电容 470uF ---- 二极管 4007 --------- PTC 或 0K 电阻---- LM DCDC降压板（前后各有电解电容） ---LDO 3.3- 单片机

wuha · 发表于 2019-8-23 14:02:15

430的单片机就是娇贵，以前同样的电路测试，430的偶尔重启，AVR的始终不会。

zhula · 发表于 2019-8-23 14:23:30

有没有可能是PCB布线的问题，

ordman · 发表于 2019-8-23 15:04:03

1427998646 发表于 2019-8-23 13:45
哦，这个方案想了一下，我已经有了

开关电源12V ----- 仪表端子 --- 电解电容 470uF ---- 二极管 4 ...

请贴一下3.3v上的干扰测量波形；
请贴一下单片机的复位电路。

1427998646 · 发表于 2019-8-23 17:05:05

ordman 发表于 2019-8-23 15:04
请贴一下3.3v上的干扰测量波形；
请贴一下单片机的复位电路。

请的电子工程师，已经把示波器带走了。

和这里的干扰波形是一样的。3.3V 最低到了2.4V

复位电路：上拉到3.3V，然后做了电容接地。引线出来很短，只有2CM距离。

ordman · 发表于 2019-8-23 17:18:48

12v有串二极管且前后并大电容，12v到5v用的是DC-DC, 5v-3.3v是ldo.都已经三级了，不应该低到2.4v. 请把5v串二极管并电容后给ldo输出3.3v，只给单片机用

shamiao · 发表于 2019-8-23 17:21:10

本帖最后由 shamiao 于 2019-8-23 17:24 编辑

铁氧体磁环这个一定要加的

题主可以参考下《感悟设计：电子设计的经验与哲理》10.2 恐怖的火花干扰（这本书很老了，搜一下网上pdf）

dou_yuyu · 发表于 2019-8-23 17:51:17

低压控制系统供电，用变压器就可以了。

xiangtaochen · 发表于 2019-8-23 21:32:58

1427998646 发表于 2019-8-23 09:12
您好!

我要客户加，有些客户就说，为何开关电源上，别人的仪表这么没问题。。。（也许别人仪表不是我 ...

电磁干扰，一个防，一个是放
你做个试验，把板子数字地和模拟地和设备的地接上，中间不要放电容隔离，也不要用DC0505这样的原件隔离，设备一定要良好接地，

电磁干扰性这个东西，如果设备部不接地，我觉得很难，

就是设备接地了，也有这样的问题，另外并不是PLC就一定扛得住

施耐德这样得PLC，接触器不放RC线圈，一样挂的。

你的端口一定要加光偶隔离，这个2毛钱一个，这个钱不能省。

gliet_su · 发表于 2019-8-23 22:18:03

并个安规电容就对了，这东西就是要从源头解决。

1181zjf · 发表于 2019-8-24 06:39:55

这个要从原理图和线路板图检查修改，改到不加阻容吸收，单片机不复位，就成功了！
最好贴出来sch，pcb大家分析一下！

hiya3621 · 发表于 2019-12-18 10:11:30

我做的一个取暖器项目，用到的stm8芯片，也因为继电器吸合导致单片机复位，之前是12V继电器加二极管吸收的波形，有通过过零检测来吸合继电器，EMC都过了，最后客户接了个电机在负载端测试，发现从低温箱里拿出来时会经常出现复位这个问题，仔细测试发现常温也会偶尔复位，读取复位寄存器发现复位源是掉电复位，示波器测出线圈有吸合动作时，5V电压会有40us被拉低到0V，现在的解决办法是在控制继电器的IO口引脚接电容，然后没有再复位。

交流继电器通断产生的纹波影响了单片机，如何解决？

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