剩余電流保護器單片機系統的抗干擾設計

圖（4）

數字采樣方法具有數字濾波效果，對信號的通道干擾有抑制作用。設定每個周期采樣100個點，由定時器T0產生采樣時間間隔。將系統某相進線電源(如A相)信號經過降壓、整形電路如圖5所示，轉換為方波信號。作為單片機中斷0的觸發信號，在正常情況下電源信號的頻率為50Hz左右，在兩次中斷期間，對剩余電流的采樣次數為100次。當電源有高頻干擾信號時，轉換的方波信號也同步受到干擾，頻率也疊加有高頻脈沖，將對中斷產生影響，兩次中斷觸發的時間縮短，則兩次中斷期間對剩余電流的采樣次數也將小于100次。

圖（5）

利用單片機中斷對剩余電流采樣過程的監測，可以判斷出系統是否受到高頻干擾，采取相應的軟件處理可以避免保護器的誤動作。系統主程序通過對bgrc1進行判斷，如果有效進行干擾軟件處理，無效則采用測量過程沒有受到電源的高頻干擾，進行正常的計算處理。

其他抗干擾措施斷路或雷電瞬變過壓引起的單極性浪涌，也是保護器電磁兼容設計的重點。在電源線的火線和零線間加入氧化鋅壓敏電阻，當加在壓敏電阻兩端的電壓低于標稱電壓時，其電阻幾乎無窮大，稍超過額定值后，電阻值便急劇下降，反應時間為ns級。壓敏電阻可以使浪涌干擾大幅衰減，減小對其他電路的影響。

在設計剩余電流保護器PCB板時，綜合考慮各種可能影響保護器性能的因素，提高PCB對干擾的抑制能力。強電電路集中線路板邊緣一端，并與弱電部分保持適當距離。模擬信號處理電路和數字處理電路分離，由于采用單片機內部的A／D，兩者不能做到完全分離，布線時使模擬地和數字地只在一點共地。系統電源線和地線加粗，空白的地方覆銅，采用網狀結構，作為數字地的一部分，減小模擬信號對數字處理電路的干擾。單片機系統時鐘電路盡可能靠近芯片引腳，并與其他器件和PCB走線保持適當空間，減少高頻輻射對系統的影響。

監測采樣的軟件程序如下：

結語

由于采取的硬件、軟件措施正確有效，該保護器順利通過了產品型式試驗，取得3C認證，運行可靠，沒有出現誤動作。采用單片機的中斷，監測系統的電源干擾，繼而監測交流信號的采樣過程。實踐證明，通過軟件和硬件的配合，是消除交流采樣系統高頻干擾的有效方法。