如何防止直流稳压电源设计过程中继电器电路的干扰？
2017-11-28 9:40:48 点击：
就这种最简单继电器电路，输出插座未接任何负载，不存在触点打火的现象，竟然有干扰。
先介绍情况：
1
总直流稳压电源5V，由一个AC-DC直流稳压电源模块供电，单片机直流稳压电源3.3V，由一个LDO供电；
2
单片机IO直接驱动三极管，IO口设置成推挽模式；
3
总共有2块电路板，一块是主控板，板上有单片机、液晶屏。另一块是直流稳压电源板，板上有AC-DC模块、继电器、输出插座。2块板有FPC排线连接。
干扰描述：
1
220v交流电通电后，接通或断开继电器瞬间，有很大概率（50%）系统会死机；
2
死机的同时，在5V直流稳压电源上用示波器观察到有一个脉冲干扰。
3
死机的同时，很明显看到直流稳压电源模块上的直流稳压电源指示灯闪了一下，说明电压是大幅度跌落了。
已经试验：
1
在继电器线圈供电部分串一个22uH电感，继续死机；
2
在继电器线圈中串一个肖特基二极管，然后再和1N4007并联，再接到5V供电那里，还是死机；
3
把以上2条一起上，死机。
试验成功
1
把继电器触点和220V交流电那里断开（图上标L的那端），直流稳压电源上也不会再出现脉冲干扰，不再死机；
1
换其他AC-DC直流稳压电源模块，直流稳压电源上还是存在脉冲干扰，但不再死机，换了其他4个直流稳压电源模块。
怀疑是继电器线圈的，电路板EMC设计问题的，请先解释一下为何换了其他直流稳压电源模块后正常的现象。
工程师1：
EMS问题，最好的办法是不要刻意地去消除这个干扰来避免系统死机，而是找出干扰存在而系统不死机的办法。不然如何过EFT? 日用电器设备每天都在接受这种干扰，开个灯，吹个电吹风，都是一串串的脉冲
工程师2：
根据描述,干扰源有2个可能,继电器线包反电势或触点上的感应电(因为拉掉220V就好了.)
建议:
1. 4007串个小电阻,目的用于耗去反电势能量,只串4007,没法耗能,会引起振荡
2. 继电器绝缘欠佳,换新的或是清洗烘干,有条件换大一档容量
工程师3：
大概率是高压回路与低压回路间的绝缘不良，小概率是系统EMC特性太过低劣，稍受一点电磁感应干扰就玩完。
可以用如下方法来测试验证：用另一个继电器，只把绕组用短导线连接到驱动回路中，或干脆把继电器的线包引脚焊在PCB上，触点则务必悬空，不可与PCB有任何接触。上电工作，然后将电网火线用一根导线引出（原来端子上与电网的接线务必拆除），与继电器触点分别接触，如果接触瞬间死机则说明是继电器绝缘不良或因分布电容耦合引入干扰（后面再讲）。如果没事，则将接火线的导线直接焊在继电器触点引脚上（最好与PCB设计对应，但仍然不要接到PCB上）再试。都没问题，说明问题在PCB上，是PCB漏电造成。
如果楼主用的ACDC开关直流稳压电源带有Y电容，那么其接地端必须良好的接入大地，否则电网会通过Y电容与系统直连，造成系统带有很高的浮空电压。同时，在系统EMC设计不当时，此时通过继电器分布电容耦合构成的瞬态回路，就可以扰动浮空电压进而使系统死机。如果是这样，接大地就没事了，但仍表明EMC设计不良。
好好根据这些去实验测试吧，再想想其中涉及到的理论知识。
工程师4：
最关键的是： 为什么楼主 把 L 切了， 就无干扰了呢？
我判断：虽然 插座没有带负载，但是继电器吸合瞬间 L触点吸合 还是会有磁场变动，要么是触点接触面存在电容。
建议 换个继电器看看， 或者 只接 触点L，另一个触点不接， 防止插座两极间有轻微漏电
通过楼主的陈述，直流稳压电源的问题可能性较大，那么为什么直流稳压电源会出现这种现象呢？ 从现象上看，可能是直流稳压电源瞬时响应功率小（不是正常功率小），那么当继电器吸合时，真的会需要这么大的瞬时功率吗？
通常在这种单片机驱动继电器的使用场合下，我推荐能用大电压的继电器尽量用大电压的，5v 的继电器 线圈吸合稳定电流值是89.3mA, 而 24v的继电器吸合稳定电流值是18.7mA,
是不是 因为这个直流稳压电源瞬态响应差，继电器线圈瞬间通电，直流稳压电源响应差的原因呢？
如有可能 换个DC24V的继电器试试看。
对于 单片机驱动继电器的电路 无外乎就这几种，楼主的这种是最常见的一种，项目中我不推荐这个电路，可能测试时没有啥问题 实际工业现场不怎么可靠！ 用光耦 加ULN芯片 也有很多人用，我也嫌这种麻烦，我一般直接用 TLP127(达林顿型光耦)，TLP127光耦就是专为这种驱动感性继电器负载设计的，内部集成了一个续流二极管，继电器线圈外面的续流二极管不接都可以，注意TLP127的IC电流 最大150mA, 对于驱动DC24V的继电器妥妥的，楼主可以这样试验下， 1，继电器触点上啥也不接，用个开关直接放在继电器旁 手动通断L，看看是否影响
继电器吸合 触点L和另外个触点接通，这个状态的改变 肯定影响了你的这个系统，有两种可能，1种是电磁场变动干扰直流稳压电源，第2种是，继电器线圈与这个L发生了作用，使得继电器吸合电流发生突变 致使直流稳压电源瞬态跟不上。
工程师5：
按你的现象，好像是直流稳压电源干扰引起了单片机死机；个人觉得是你电路本身的设计理念可能有点问题
1、继电器与单片机共源就需做较多的处理，处理不当就会出问题
2、单片机输出控制继电器最好加光耦隔离，继电器吸合、关断瞬间干扰应该很大，不加隔离干扰直接传给单片机和直流稳压电源可定有可能造成死机；
3、至于换块直流稳压电源就不会死机，可能是新的直流稳压电源这方面处理的好，个人觉得这不是解决的根本，只是对根本问题出现后的弥补，修改电路本身设计应该是关键；
先介绍情况：
1
总直流稳压电源5V，由一个AC-DC直流稳压电源模块供电，单片机直流稳压电源3.3V，由一个LDO供电；
2
单片机IO直接驱动三极管，IO口设置成推挽模式；
3
总共有2块电路板，一块是主控板，板上有单片机、液晶屏。另一块是直流稳压电源板，板上有AC-DC模块、继电器、输出插座。2块板有FPC排线连接。
干扰描述：
1
220v交流电通电后，接通或断开继电器瞬间，有很大概率（50%）系统会死机；
2
死机的同时，在5V直流稳压电源上用示波器观察到有一个脉冲干扰。
3
死机的同时，很明显看到直流稳压电源模块上的直流稳压电源指示灯闪了一下，说明电压是大幅度跌落了。
已经试验：
1
在继电器线圈供电部分串一个22uH电感，继续死机；
2
在继电器线圈中串一个肖特基二极管，然后再和1N4007并联，再接到5V供电那里，还是死机；
3
把以上2条一起上，死机。
试验成功
1
把继电器触点和220V交流电那里断开（图上标L的那端），直流稳压电源上也不会再出现脉冲干扰，不再死机；
1
换其他AC-DC直流稳压电源模块，直流稳压电源上还是存在脉冲干扰，但不再死机，换了其他4个直流稳压电源模块。
怀疑是继电器线圈的，电路板EMC设计问题的，请先解释一下为何换了其他直流稳压电源模块后正常的现象。
工程师1：
EMS问题，最好的办法是不要刻意地去消除这个干扰来避免系统死机，而是找出干扰存在而系统不死机的办法。不然如何过EFT? 日用电器设备每天都在接受这种干扰，开个灯，吹个电吹风，都是一串串的脉冲
工程师2：
根据描述,干扰源有2个可能,继电器线包反电势或触点上的感应电(因为拉掉220V就好了.)
建议:
1. 4007串个小电阻,目的用于耗去反电势能量,只串4007,没法耗能,会引起振荡
2. 继电器绝缘欠佳,换新的或是清洗烘干,有条件换大一档容量
工程师3：
大概率是高压回路与低压回路间的绝缘不良，小概率是系统EMC特性太过低劣，稍受一点电磁感应干扰就玩完。
可以用如下方法来测试验证：用另一个继电器，只把绕组用短导线连接到驱动回路中，或干脆把继电器的线包引脚焊在PCB上，触点则务必悬空，不可与PCB有任何接触。上电工作，然后将电网火线用一根导线引出（原来端子上与电网的接线务必拆除），与继电器触点分别接触，如果接触瞬间死机则说明是继电器绝缘不良或因分布电容耦合引入干扰（后面再讲）。如果没事，则将接火线的导线直接焊在继电器触点引脚上（最好与PCB设计对应，但仍然不要接到PCB上）再试。都没问题，说明问题在PCB上，是PCB漏电造成。
如果楼主用的ACDC开关直流稳压电源带有Y电容，那么其接地端必须良好的接入大地，否则电网会通过Y电容与系统直连，造成系统带有很高的浮空电压。同时，在系统EMC设计不当时，此时通过继电器分布电容耦合构成的瞬态回路，就可以扰动浮空电压进而使系统死机。如果是这样，接大地就没事了，但仍表明EMC设计不良。
好好根据这些去实验测试吧，再想想其中涉及到的理论知识。
工程师4：
最关键的是： 为什么楼主 把 L 切了， 就无干扰了呢？
我判断：虽然 插座没有带负载，但是继电器吸合瞬间 L触点吸合 还是会有磁场变动，要么是触点接触面存在电容。
建议 换个继电器看看， 或者 只接 触点L，另一个触点不接， 防止插座两极间有轻微漏电
通过楼主的陈述，直流稳压电源的问题可能性较大，那么为什么直流稳压电源会出现这种现象呢？ 从现象上看，可能是直流稳压电源瞬时响应功率小（不是正常功率小），那么当继电器吸合时，真的会需要这么大的瞬时功率吗？
通常在这种单片机驱动继电器的使用场合下，我推荐能用大电压的继电器尽量用大电压的，5v 的继电器 线圈吸合稳定电流值是89.3mA, 而 24v的继电器吸合稳定电流值是18.7mA,
是不是 因为这个直流稳压电源瞬态响应差，继电器线圈瞬间通电，直流稳压电源响应差的原因呢？
如有可能 换个DC24V的继电器试试看。
对于 单片机驱动继电器的电路 无外乎就这几种，楼主的这种是最常见的一种，项目中我不推荐这个电路，可能测试时没有啥问题 实际工业现场不怎么可靠！ 用光耦 加ULN芯片 也有很多人用，我也嫌这种麻烦，我一般直接用 TLP127(达林顿型光耦)，TLP127光耦就是专为这种驱动感性继电器负载设计的，内部集成了一个续流二极管，继电器线圈外面的续流二极管不接都可以，注意TLP127的IC电流 最大150mA, 对于驱动DC24V的继电器妥妥的，楼主可以这样试验下， 1，继电器触点上啥也不接，用个开关直接放在继电器旁 手动通断L，看看是否影响
继电器吸合 触点L和另外个触点接通，这个状态的改变 肯定影响了你的这个系统，有两种可能，1种是电磁场变动干扰直流稳压电源，第2种是，继电器线圈与这个L发生了作用，使得继电器吸合电流发生突变 致使直流稳压电源瞬态跟不上。
工程师5：
按你的现象，好像是直流稳压电源干扰引起了单片机死机；个人觉得是你电路本身的设计理念可能有点问题
1、继电器与单片机共源就需做较多的处理，处理不当就会出问题
2、单片机输出控制继电器最好加光耦隔离，继电器吸合、关断瞬间干扰应该很大，不加隔离干扰直接传给单片机和直流稳压电源可定有可能造成死机；
3、至于换块直流稳压电源就不会死机，可能是新的直流稳压电源这方面处理的好，个人觉得这不是解决的根本，只是对根本问题出现后的弥补，修改电路本身设计应该是关键；
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