[发明专利]一种降低智能电能表辐射干扰的分析设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能电能表设计流程技术领域，尤其涉及智能电表的辐射干扰原因分析及由此进行的缺陷分析、优化设计的改进方法。

背景技术

智能电能表作为电能计量和电费结算的计量产品，不仅要求产品具有精确稳定的计量性能，而且要求产品有极强的抗电磁干扰、抗冲击耐恶劣环境的能力，确保在任何情况下用电信息正确可靠，保证用电、供电双方的利益不受损害。智能电能表大都采用单片机技术设计而成，电磁干扰是造成智能电能表故障或性能下降的主要原因之一。同时智能电能表本身在完成自身功能时必须尽可能少对外释放电磁干扰的能量。提高智能电能表的电磁兼容性是提高其运行可靠性的关键，国际上已将电磁兼容性作为电气电子产品一项极为重要的性能指标并制定了必须强制性执行的法规。上世纪90年代初我国就对电子式电能表的电磁兼容性有所要求，至今已经历了4个基本版本的发展，其中射频辐射抗扰度试验的主要变化体现为频率范围不断扩大、场强不断增强、环境设备要求不断提高。

电磁兼容包括电磁干扰和电磁抗扰度两个方面。一般而言，对同一智能电能表，降低它对外的电磁干扰，就会增强它对外部电磁干扰的抗扰度。电磁干扰(EMI)包括传导型电磁干扰(低频电磁干扰)、辐射型电磁干扰(高频电磁干扰)、静电放电(ESD)、雷击浪涌产生的电磁干扰等。其中辐射型电磁干扰最难控制，因为辐射型电磁干扰的频率较高，能量的波长很短，很短的PCB布线或电能表电源变压器线圈、电流互感器线圈、电压互感器线圈等都可能成为收发天线。

自2010年起，国家电网公司对电能表及用电信息采集设备进行统一招标采购，随之而来的就是对电能表及用电信息采集设备供应商的要求也越来越高，对供应商进行现场审核并打分，作为评标的依据。随着电磁兼容要求的越来越高，国网公司现已将人工电源网络、频谱仪等与射频传导、辐射测试相关的设备作为技术评分的重要标准，电能表及用电信息采集设备供应商将因应形势投入资金建立射频传导和辐射抗干扰试验室。一方面，此类设备比较昂贵，确实给供应商带来不小的负担。另一方面，确实给供应商提高电能表电磁兼容设计水平带来了帮助。即通过试验室进行测试，对电磁干扰超标的情形可通过改进PCB设计或原理设计、更换元器件等加以解决，从而在国网计量中心进行全性能检测时顺利通过，在获得较高技术分的同时，也避免二次或多次送检产生的重复检测费用。

目前面临的问题是：对于中小型电能表生产厂家而言，并没有电磁兼容设计方面的专业人才，有关电能表电磁兼容测试整改的文章也只是就事论事，一旦射频传导干扰或辐射干扰通不过时，只有根据经验采取加磁珠等措施，根本不知道问题究竟出在哪里。2010年，本申请人新开发的一款三相射频卡表就因为辐射干扰偏大未能通过省计量科学研究院的检测，经多次送检仍未通过检测。本申请人于是加大了在此领域的投入，包括增加设备、技术人员等，逐渐提高了电能表电磁兼容设计和测试的水平。此后，本申请人在工作中不断探索，试图形成一个有利于本行业设计工作的技术手段。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种降低智能电能表辐射干扰的分析设计方法，提出了一种科学、高效的故障、缺陷分析、问题解决、改进设计的方案，能提高中小型电能表生产厂家电能表设计人员在产品设计过程中对辐射干扰缺陷进行高效、规范的分析、设计、改进能力水平；减少重复送检的时间、费用、劳力，节约研发费用，缩短研发周期，降低产品成本。

本发明的技术方案是：包括以下步骤：

1)、开始原理设计；制图，选器件；

2)、布板、安装；形成样机；

3)、电池供电测试；所述样机仅使用电池供电，进微波暗室进行电磁干扰测试，得所述样机的电磁辐射强度测试曲线图一；

4)、高频电路辐射干扰是否超标判断；

如无异常，继续下步骤；

如有异常，标定所述电磁辐射强度测试曲线图一中的异常点，读取所述异常点数值，如该数值为所述智能电表内晶振频率的整数倍，去步骤4.1)；如非整数倍，去步骤4.2)；

4.1)、对MCU晶振电路进行改进或更换晶振器件；

4.1.1)、将改进过晶振电路的样机置入微波暗室进行电磁干扰测试，得所述样机的电磁辐射强度测试曲线图一.1；

4.1.2)判断；

如无异常，去步骤5)；

如有异常，去步骤4.2)；

4.2)、重新进行布板或更换器件；

4.2.1)、判断；

如无异常，去步骤5)；

如有异常，返回步骤1)；