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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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(54691498)

出955入0汤圆

发表于 2019-8-22 16:53:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
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


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(54690583)

出0入12汤圆

发表于 2019-8-22 17:09:07 | 显示全部楼层
下图不见了
(54690187)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-22 17:15:43 | 显示全部楼层

不好意思。
现在有了。
(54689330)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-22 17:30:00 | 显示全部楼层
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.
(54688307)

出0入20汤圆

发表于 2019-8-22 17:47:03 来自手机 | 显示全部楼层
貌似得给开关电源加emc电路,比较复杂了。
(54688193)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-22 17:48:57 来自手机 | 显示全部楼层
12v输出串二极管,二极管前后各并联100uf电容
(54686168)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-22 18:22:42 | 显示全部楼层
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!
(54686069)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-22 18:24:21 | 显示全部楼层
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。

(54685147)

出70入145汤圆

发表于 2019-8-22 18:39:43 来自手机 | 显示全部楼层
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
(54683556)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-22 19:06:14 | 显示全部楼层
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
(54641019)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 06:55:11 | 显示全部楼层
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?
(54640959)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 06:56:11 | 显示全部楼层
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。
(54637687)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 07:50:43 | 显示全部楼层
交流继电器的负载时什么,这个信息也很重要啊
(54635775)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 08:22:35 | 显示全部楼层
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。
(54635357)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 08:29:33 | 显示全部楼层
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?
(54635240)

出0入42汤圆

发表于 2019-8-23 08:31:30 来自手机 | 显示全部楼层
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
(54635211)

出0入42汤圆

发表于 2019-8-23 08:31:59 来自手机 | 显示全部楼层
为什么写的付费主题?
(54633282)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 09:04:08 | 显示全部楼层
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.
(54632944)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 09:09:46 | 显示全部楼层
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。
(54632782)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 09:12:28 | 显示全部楼层
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。

(54632768)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 09:12:42 | 显示全部楼层
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
(54632642)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 09:14:48 | 显示全部楼层
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。
(54632179)

出70入145汤圆

发表于 2019-8-23 09:22:31 来自手机 | 显示全部楼层
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。
(54631743)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 09:29:47 | 显示全部楼层
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
(54631169)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 09:39:21 | 显示全部楼层
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。
(54631067)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 09:41:03 | 显示全部楼层
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
(54630844)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 09:44:46 | 显示全部楼层
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!
(54630664)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 09:47:46 | 显示全部楼层
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。
(54630172)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 09:55:58 来自手机 | 显示全部楼层
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。
(54630172)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 09:55:58 来自手机 | 显示全部楼层
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。
(54628814)

出70入145汤圆

发表于 2019-8-23 10:18:36 来自手机 | 显示全部楼层
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
(54624779)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 11:25:51 | 显示全部楼层
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!
(54618305)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 13:13:45 | 显示全部楼层
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。
(54617759)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 13:22:51 | 显示全部楼层
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
(54616371)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 13:45:59 | 显示全部楼层
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
(54615395)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 14:02:15 | 显示全部楼层
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。
(54614120)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 14:23:30 | 显示全部楼层
有没有可能是PCB布线的问题,
(54611687)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 15:04:03 来自手机 | 显示全部楼层
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。
(54604425)

出955入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-8-23 17:05:05 | 显示全部楼层
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。
(54603602)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 17:18:48 来自手机 | 显示全部楼层
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
(54603460)

出20入17汤圆

发表于 2019-8-23 17:21:10 | 显示全部楼层
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)
(54601653)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 17:51:17 | 显示全部楼层
低压控制系统供电,用变压器就可以了。
(54588352)

出0入42汤圆

发表于 2019-8-23 21:32:58 | 显示全部楼层
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。




(54585647)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-23 22:18:03 | 显示全部楼层
并个安规电容就对了,这东西就是要从源头解决。
(54555535)

出0入0汤圆

发表于 2019-8-24 06:39:55 | 显示全部楼层
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!
(44520440)

出0入0汤圆

发表于 2019-12-18 10:11:30 | 显示全部楼层
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。
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