張思宇
摘 要: 近些年來,隨著科技水平的不斷進步和國家經(jīng)濟的不斷提高,我國的家電行業(yè)越來越向智能化方向發(fā)展,但在智能家電快速發(fā)展的同時,對智能家電的電磁兼容和抗電磁干擾能力也有了更高的要求。本文就以智能家電電磁兼容現(xiàn)狀研究為題,首先分析了智能家電和電磁兼容的基本含義和構成,其次闡述了提高智能家電電磁兼容性的重要性,最后列舉了提高智能家電電磁兼容的對策。希望這篇文章能為我國智能家電行業(yè)的發(fā)展提供一定的經(jīng)驗幫助。
關鍵詞: 智能家電;電磁兼容;電磁干擾
【中圖分類號】U463 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733(2020)08-0170-01
1 電磁兼容的基本含義
ElectromagneticCompatibility,縮寫為EMC中文名稱電磁兼容。在我國頒布的國家標準GB/4365-1995《電磁兼容性術語》對此有相關的解釋。通俗的來講就是,系統(tǒng)和設備能再充斥著電磁的環(huán)境下正常工作,且不會產(chǎn)生過高的、影響周邊設備正常運作的電磁干擾。由此可見電磁兼容(EMC)主要包括兩部分,首先是電磁干擾(EMI),電磁干擾指的是設備在正常工作運行的過程中,不會產(chǎn)生影響其他設備工作的電磁噪音的能力;其次就是電磁耐受性(EMS),電磁耐受性指的是設備在設備自身抵抗電磁干擾的能力,不會因為周邊環(huán)境的電磁干擾導致停止工作的能力。
2 智能家電的定義和構成
2.1 智能家電的基本定義
所謂智能家電指的就是利用了新技術的家電設備,它們通常以微處理器技術和核心,搭載傳感器和網(wǎng)絡技術等先進技術。與傳統(tǒng)家電的區(qū)別在于,除了傳統(tǒng)家電所具有的的功能,智能家電還具備自動感知、遠程操控等諸多功能,對于人們的生活水平提高有很大的幫助。
2.2 智能家電的主要構成
智能家電的輸入信號可以是多樣的,數(shù)字信號、模擬信號都可以輸入,為了保障微處理器能夠正常接收到信號,數(shù)字信號一般需要預先處理才能輸入,而模擬信號則需要先經(jīng)過處理才能輸入到直流交流轉換器中。
作為智能家電的核心部件,微處理器為了實現(xiàn)人機交互,需要通過人機接口管理單元對鍵盤電路、顯示與報警電路和打印接口電路施加控制;總線控制器和總線收發(fā)器控制著總線接口。而為了實現(xiàn)微處理器的記錄事件的功能,需要控制時鐘電路、電平信號、觸點信號來實現(xiàn)。
3 提高智能家電電磁兼容性的重要性
從上述內容我們不難看出,智能家電的整個構成都是由諸多精密的電子元器件構成的,這些元器件之間互相影響,互相合作才能驅動智能家電的運作。如果,智能家電自身的電磁兼容性不強,對于電磁干擾沒有較高的抵抗能力,那么處于電磁環(huán)境中的智能家電設備就很容易因強烈的電磁干擾出現(xiàn)功能異常、無法操作的情況,嚴重情況下還可能會出現(xiàn)電子元器件受損,甚至威脅到人員財產(chǎn)的安全。所以提高智能家電的電磁兼容性和抗電磁干擾能力是十分必要的,所以針對這些情況,目前我國制定了相關法律法規(guī)規(guī)定低壓電器的3C認證(中國強制性產(chǎn)品認證)準則,其中就要求所有點電氣類產(chǎn)品在電磁兼容性和抗電磁干擾性上要達到一定的水平,所以,市面上眾多企業(yè)為了能夠上市銷售產(chǎn)品,對于智能家電抗電磁干擾能力和電磁兼容性的要求相對較高。
4 提高智能家電電磁兼容的措施
提高智能家電電磁兼容的措施可以分為兩方面,一方面是從硬件上處理,一方面是從軟件上處理。
4.1 硬件處理方式
首先在設計之初,就將干擾源減小,這種方法如果能運用得當,那么最終結果將會事半功倍。以下將介紹幾種常用的處理方法。
首先就是在智能家電微處理器的選擇上,盡量選擇頻率較低的微處理器,由于處理器的頻率越高越容易產(chǎn)生噪音和電磁干擾,所以為了降低硬件上產(chǎn)生的噪音和電磁干擾,要盡量選擇低耗、低頻的微處理器。如果系統(tǒng)的要求較高,低頻處理器無法負擔的情況下,建議選擇低頻的時鐘和倍頻的方案來解決。
其次就是減少智能家電的電源噪聲,由于智能家電中微處理器的各種線路和信號很容易受到噪聲的干擾,而智能家電的電源在為家電自身提供電力的同時,也在散發(fā)著一定的噪音,對微處理器的運作造成了一定影響,為了減少這些影響引發(fā)的問題,可以在微型處理器的復位端與地之間連接一個電容,就可以有效避免電源產(chǎn)生的噪音影響,導致的微處理器運作問題。
4.2 軟件處理方式
如果說智能家電的硬件是抗電磁干擾,提升自身電磁兼容性的第一道防線,那么軟件系統(tǒng)就是第二道,由于軟件相對于硬件有較高的靈活性和可操作空間,所以在在實際操作中,抗電磁干擾的方式方法還是很多的,下面就先介紹幾種較為常用的方式方法。
首先就是利用睡眠狀態(tài),智能家電在主回路的來回切換過程中,會產(chǎn)生一定的電磁干擾,這些電磁干擾會對微處理器的正常運作造成很大的影響,所以為了減少這種電磁影響,保障微處理器的正常運作,可以在主回路切換之前,讓微處理器進入睡眠狀態(tài),那么這時的電磁干擾就很難影響到微處理器,通過這種睡眠模式的設計,可以有效減少主回路來回切換產(chǎn)生電磁干擾對微處理器的影響。
其次就是利用數(shù)字濾波方法,這種方法能夠保障干擾信號數(shù)值轉換的精準性,從而確保微處理器的正常運作。但需要注意的是,在實際運用中,要根據(jù)微處理器、直流交流轉換器以及各種信號的實際情況來運用這一方法。最好的方法就是針對智能家電進行周期性的信號采樣,然后再根據(jù)采樣信息進行判讀,輸入正確合理的信號。
結語:綜上所述,我們可以看到,由于智能家電內部結構相對比較復雜,組成智能家電結構的電子元器件也相對精細,所以在提高智能家電電磁兼容性和抗電磁干擾性方面,還是存在著一定的困難。所以,為了提高智能家電電磁兼容性和抗電磁干擾性,要從智能家電的設計階段就要開始注意,盡量選擇能耗小的頻率小的微處理器,其次就是要從硬件和軟件兩方面入手,雙管齊下的提高智能家電電磁兼容性和抗電磁干擾性,這樣不但有利于提高智能家電的綜合穩(wěn)定性,更能促進我國智能家電行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
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