Làm thế nào để bảo vệ vi điều khiển khỏi nhiễu điện từ

Tôi đang làm việc với mạch điện áp cao (2.1 kV để kiểm tra tụ điện khử rung) và tôi đang điều khiển nguồn điện với arduino, đọc thông tin cần thiết từ máy tính xách tay bằng giao diện nối tiếp. Hầu hết các mạch thời gian hoạt động tốt, nhưng thỉnh thoảng trong quá trình xả tụ điện sau khi thử nghiệm, mạch tự kích hoạt mà không cần người vận hành nhấn nút. Ngoài ra đôi khi màn hình nối tiếp thất bại. Tôi cho rằng nó làm như vậy bởi vì Linux ngừng nhìn thấy cổng USB trong một khoảng thời gian ngắn USB tự xuất hiện lại dưới tên khác. Tôi cho rằng điều đó xảy ra bởi vì, trong quá trình phóng điện, trường điện từ gây ra điện áp trong mạch của tôi, vì vậy câu hỏi của tôi là làm thế nào để che chắn mạch của tôi khỏi ảnh hưởng như vậy hoặc có thể tôi hoàn toàn sai về lý do.

Điểm của thử nghiệm này là để đo thời gian sạc của tụ điện. Thời gian sạc được xác định là thời gian từ khi bật nguồn cho đến khi dòng điện được cung cấp bởi nguồn điện tiếp cận 0. Kết nối enable1 và enable2 sử dụng rơle cho phép cung cấp điện, dòng điện Đọc ra cung cấp thông tin khi đầu ra nguồn điện xấp xỉ. Không ampe. Trong quá trình xả, điện trở phóng được kết nối thủ công với DUT.

Nếu phần lớn nhiễu xuất phát từ các kết nối mạch (sơ đồ sẽ giúp), bạn có thể thêm độ tự cảm vào các kết nối để lọc phản hồi tần số cao hoặc cố gắng cách ly mạch phóng điện và mạch điều khiển & giám sát. Thêm độ tự cảm có thể đơn giản như quấn dây quanh hạt ferrite. Phải cẩn thận để đảm bảo phản hồi được giảm đủ trong khi không cản trở hoạt động của mạch (tức là: thời gian tăng chậm hơn). Cách ly quang và vật lý là phương pháp phổ biến để tách các mạch điện áp cao và thấp. Căn cứ tách biệt an toàn có thể là quá nhiều rắc rối, nhưng bạn vẫn có thể giữ các đường dẫn trở lại của mỗi mạch cách nhau trong phần lớn hành trình của họ. Đường trở về điện áp đi xe đạp nên không bị cản trở (độ tự cảm nhỏ nhất). Nếu những nỗ lực cô lập không làm nên chuyện, người ta có thể hạ thấp trở kháng đầu vào của các đầu vào kỹ thuật số rắc rối bằng cách sử dụng các điện trở và tụ điện kéo xuống hoặc kéo xuống. Giá trị điện trở phải đủ cao để hoạt động thường xuyên của đường dây không bị cản trở - nghĩa là, trình điều khiển có thể hỗ trợ điện trở thấp hơn này; tụ điện quần short nội dung tần số cao xuống đất - bắt đầu với gốm 100nF và hoạt động lên đến 10uF nếu cần (tất nhiên thử trước với không có gì, tất nhiên!). Nếu điện áp tại bất kỳ điểm nào vượt quá mức tối đa của một phần, người ta có thể kẹp nó xuống dưới một giá trị được chọn bằng cách sử dụng một cái gì đó đơn giản như một diode zener, mặc dù khác (cao cấp hơn và đắt hơn) tụ điện quần short nội dung tần số cao xuống đất - bắt đầu với gốm 100nF và hoạt động lên đến 10uF nếu cần (tất nhiên thử trước với không có gì, tất nhiên!). Nếu điện áp tại bất kỳ điểm nào vượt quá mức tối đa của một phần, người ta có thể kẹp nó xuống dưới một giá trị được chọn bằng cách sử dụng một cái gì đó đơn giản như một diode zener, mặc dù khác (cao cấp hơn và đắt hơn) tụ điện quần short nội dung tần số cao xuống đất - bắt đầu với gốm 100nF và hoạt động lên đến 10uF nếu cần (tất nhiên thử trước với không có gì, tất nhiên!). Nếu điện áp tại bất kỳ điểm nào vượt quá mức tối đa của một phần, người ta có thể kẹp nó xuống dưới một giá trị được chọn bằng cách sử dụng một cái gì đó đơn giản như một diode zener, mặc dù khác (cao cấp hơn và đắt hơn)Hệ thống / bộ phận TVS có sẵn. Điều này chỉ bảo vệ khỏi thiệt hại, mặc dù.

Nếu phần lớn nhiễu được phát ra từ các kết nối phóng tụ, một cách tiếp cận sẽ là giảm bức xạ tại nguồn. Tôi đoán rằng việc làm chậm hoặc sửa đổi tốc độ xả nắp (TVS) không phải là một lựa chọn, vì nó sẽ ảnh hưởng đến các phép đo. Điều tốt nhất tiếp theo là giảm các đặc tính lan truyền của dây dẫn và dấu vết cung cấp năng lượng cho tụ điện: giảm thiểu tất cả các độ dài kết nối bao gồm cả mặt đất và giảm thiểu các khu vực vòng lặp mặt đất (giữ cho tín hiệu / công suất càng gần càng tốt). Tất nhiên, khoảng cách vật lý giữa bộ điều khiển và DUT sẽ giúp ích.

Tôi không có kinh nghiệm với các lớp che chắn EMI (mu-metal, v.v.).

Một chiến lược để bỏ qua tất cả điều này là tạm thời tắt bộ điều khiển trong quá trình xả, vài trăm mili giây, trong khi chờ đợi.