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家用治疗仪的开发及其电磁兼容性研究

作　者: 梁伟中
导　师: 谢云
学　校: 广东工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 臭氧技术电磁骚扰电磁兼容性静电放电抗电快速瞬变群脉冲浪涌电压
分类号: TH789
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着电子信息技术、微电子技术、自动化控制技术等的广泛应用，各种电气、电子装置设备或系统的电磁兼容性成为世界工业技术的热点。踏入二十一世纪信息时代，无线电射频密度的大量增加，高频、高速、高灵敏度、超大规模集成电路的广泛应用以及大功率干扰源的不断出现，致使电磁环境日趋恶劣，电磁干扰污染日益严重，高功率干扰源与低抗扰度设备器件之间的矛盾日益尖锐，人们已认识到电磁兼容是高速发展信息社会面临的一个重大问题。本文首先介绍了家用臭氧治疗仪的开发背景和意义，并简要介绍了治疗仪所涉及的相关臭氧技术，以及臭氧技术应用发展的现状和趋势。根据系统的技术指标要求，本文提出基于单片机AT89C51的系统设计方案，然后在此基础上实现各个环节的软硬件设计和抗干扰设计。为了深入研究治疗仪的电磁兼容性，本文结合电磁兼容理论以及家用电器的电磁兼容认证标准和检验项目，以治疗仪的电源电路设计为基础，从接地、滤波和屏蔽三个方面，研究它们在电磁兼容性设计中的共性技术，提高系统整体抗干扰能力。通过理论分析和结合对治疗仪进行EMC抗扰度标准试验的具体实验数据，给出了常用的静电、电快速瞬变群脉冲、浪涌等有效的抗干扰措施。从实验数据和整体运行效果证明系统设计方案是可行的。同时，本文介绍的电磁兼容性设计方法同样适用于微机控制系统、家用电器等的开发和设计，并可以指导生产厂家的电磁兼容设性设计、生产和认证，具有较大的实用价值和经济价值。论文的主要工作包括如下4个方面：第一章介绍家用臭氧治疗仪的开发背景和意义，当前国内外臭氧消毒技术和电磁兼容性技术的研究与应用情况，阐述了论文研究的目的、意义，并概括性说明本文的主要内容。第二章介绍治疗仪的系统功能、技术指标和各组成模块电路结构。根据系统的功能要求提出采用单片机AT89C51作为主控芯片的设计方案，并给出其硬件和抗干扰电路的设计方法。同时，从软件抗干扰角度也给出了具体措施，进一步提高系统的稳定性。第三章结合电磁兼容理论，详细分析典型电磁兼容性问题的基本解决方法：接地设计、屏蔽设计和滤波设计。以治疗仪系统的电源部分为基础，研究上述设计方法在系统电磁兼容性设计中的共性技术，提高整个系统的抗干扰能力。第四章结合提高电磁抗干扰能力的理论、技术方案和措施，主要围绕治疗仪在静电放电、电快速瞬变群脉冲和浪涌电压这三个方面的抗干扰能力进行综合论述。经过半年的老化实验和跟踪测试证明了治疗仪的可靠性，治疗仪现已投放市场。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-12
第一章绪论  12-22
  1.1 引言  12
  1.2 家用臭氧治疗仪的开发背景和意义  12-14
  1.3 国内外臭氧技术和电磁兼容技术的应用概况  14-19
    1.3.1 臭氧介绍  14-17
    1.3.2 电磁兼容技术  17-19
  1.4 本文研究的主要内容及结构安排  19-22
第二章治疗仪的系统设计  22-34
  2.1 系统要求  22-23
    2.1.1 治疗仪的系统功能  22
    2.1.2 治疗仪的技术指标  22-23
  2.2 治疗仪的总体结构设计  23-30
    2.2.1 AT89C51简介  23-24
    2.2.2 臭氧发生器的结构和工作原理  24-25
    2.2.3 臭氧发生管的供电电路  25-26
    2.2.4 系统电源电路  26-29
    2.2.5 单片机接口和控制电路  29-30
  2.3 系统的软件设计  30-33
    2.3.1 系统程序设计  30-31
    2.3.2 软件抗干扰设计  31-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章电磁兼容性的理论分析与共性设计  34-44
  3.1 电磁兼容性设计简介  34-35
  3.2 电磁兼容设计主要技术  35-41
    3.2.1 接地技术  35-37
    3.2.2 屏蔽技术  37-38
    3.2.3 滤波技术  38-41
  3.3 治疗仪的电磁兼容 EMC共性问题  41-43
    3.3.1 采用滤波、屏蔽和接地技术的电源电路  41-42
    3.3.2 电磁兼容性 EMC的共性问题  42-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章系统抗电磁干扰的对策研究  44-67
  4.1 系统的电磁兼容性试验设计  44-45
  4.2 家用和类似用途设备的电磁兼容认证标准及检验项目  45-46
  4.3 抗扰度测试仪介绍  46-47
  4.4 静电干扰及其抑制对策  47-51
    4.4.1 静电放电模拟器  47-49
    4.4.2 静电的处理方法  49-51
  4.5 电快速瞬变群脉冲干扰及其抑制对策  51-59
    4.5.1 电快速瞬变群脉冲发生器  52-54
    4.5.2 电快速瞬变群脉冲实验数据分析  54-58
    4.5.3 抑制电快速瞬变群脉冲干扰方法  58-59
  4.6 浪涌发生器干扰及其抑制对策  59-65
    4.6.1 浪涌产生的原因  59-60
    4.6.2 浪涌发生器  60-61
    4.6.3 浪涌实验数据分析  61-64
    4.6.4 抑制浪涌干扰方法  64-65
  4.7 治疗仪的 EMC测试结果  65-66
  4.8 本章小结  66-67
总结  67-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的论文  73-75
致谢  75

家用治疗仪的开发及其电磁兼容性研究

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