助航灯调光器的抗干扰实用检测电路

　　1 调光器的基本结构

　　调光器是一个以80196 单片机为核心的典型闭环控制系统，系统采用控制强电回路电流的办法来实现对灯具亮度的控制。系统采用模块式结构，其中，80196 单片机为系统的核心模块，其兼负数字调节器与系统控制、调度功能于一身，系统利用80196 单片机的高速输入/输出作为可控硅的相位同步和可控硅的触发信号，利用80196 的10 位A/D 转换器作为系统的电流/电压输入接口 , 系统设有数字电流控制器，并由此构成一电流闭环系统。另外，系统还有电流电压检测模块、可控硅触发脉冲隔离放大模块、相位同步和接触器控制模块、显示及键控模块等，基本结构如图1所示。

　　

 

　　图1 调光器的基本结构

　　2 电流平衡检测原理及其电路改进

　　由于助航灯沿跑道分布安装，变电房到机场尽头的输送线达2~ 4 公里，必须采用升压送电和降压用电的方法。变压器工作的内在特点要求可控硅电路正负触发脉冲必须严格对称，否则极易造成变压器正负半周电流不平衡，而有等效直流通过变压器，导致磁路饱和，励磁电抗趋于0 而产生强大电流，等效于电源短路，如不及时检修，会使熔断器烧断，晶闸管、变压器烧坏，造成大面积长时间停电事故，严重威胁着日益繁忙的飞行运输安全，因此迫切需要一种在线检测变压器正负电流平衡技术。另外，由于控制现场是在高压大电流电网附近，存在着强大电磁干扰，同一现场多台大功率调光器投入运行或停机，各种继电器、接触器经常离合开关，电源中形成冲击电流，干扰可能从各种途径窜入控制系统，造成检测信号失真，产生误动作，程序" 跑飞" , 为了确保系统持续安全运行，在完成一定功能的硬件设计中必须要考虑抑制各种干扰。

　　2. 1 噪声干扰耦合分析

　　干扰耦合主要有以下几种方式。

　　1) 静电耦合：噪声经杂散电容耦合到电路中，如图2- a 所示。En 为干扰源，Cm 为寄生电容，Zi 为干扰输入阻抗。

　　

 

　　2) 电磁耦合：干扰经互感作用耦合到电路中，如图2- b 所示。In 为干扰电流，M 为两电路互感。

　　3) 共阻抗耦合：干扰电流经两个以上电路之间共有阻抗耦合到电路中，常见公共地线连接如图2- c所示。

　　

 

　　图2 干扰耦合的几种方式

　　4) 漏电流耦合：由于绝缘不良干扰经绝缘电流耦合到电路中如图2- d 所示。

　　

 

　　以上四种干扰中，静电耦合、电磁耦合与干扰噪声频率成正比。电网中高频噪声含量越高，耦合干扰越大，它们共同特点是共地才能耦合。噪声、干扰从电源、空间、过程通道窜入，我们面临最困难的是过程通道干扰问题。

　　2. 2 原有电流平衡检测法的电路及其缺点

　　如图3 所示，为了充分利用80196 的A/D 转换功能，原有检测电路的设计思路是将电流信号经变压器采集成小信号电压，用二极管截取正( 或反) 半周，放大再经有效值转换器AD536 转换后，再放大、调整输出电阻，由80196A/D 采集再作正负周电流比较。

　　

 

　　图3 原有的平衡检测电路

　　由于80196 数字地与一外围电路模拟地相连，外围各环节都有可能接收干扰，那么噪声可能沿A/D 电路窜入主机，同时主机也可能直接耦合噪声，经常由于干扰而"死机".