Как защитить микроконтроллер от электромагнитных помех

Я работаю с цепью высокого напряжения (2,1 кВ для тестирования конденсатора дефибриллятора) и управляю электропитанием с помощью Arduino, считывая необходимую информацию с ноутбука через последовательный интерфейс. Большую часть времени схема работает нормально, но время от времени во время разряда конденсатора после теста цепь срабатывает сама по себе, без нажатия кнопки оператором. Также иногда отказывает последовательный монитор. Я подумал, что это так, потому что Linux перестает видеть USB-порт на короткое время, и сам USB снова появляется под другим именем. Я предполагаю, что это происходит потому, что во время разряда электромагнитное поле индуцирует напряжение в моей цепи, поэтому мой вопрос заключается в том, как защитить мою цепь от такого влияния, или, может быть, я совершенно ошибаюсь по поводу причины.

Суть этого теста заключается в измерении времени зарядки конденсатора. Время зарядки, определяемое как время от включения питания до времени, когда ток, подаваемый источником питания, приближается к 0. Соединение enable1 и enable2 с помощью реле включает источник питания, считывание тока дает информацию, когда выходы питания прибл. ноль ампер. Во время разряда разрядное сопротивление вручную подключается к проверяемому устройству.

Если большая часть помех исходит от цепных соединений (схема поможет), вы можете либо добавить индуктивность к соединениям для фильтрации высокочастотной обратной связи, либо попытаться изолировать разрядную цепь и цепь управления и контроля. Добавление индуктивности может быть таким же простым, как наматывание проволоки вокруг ферритового шарика. Необходимо позаботиться о том, чтобы обратная связь была достаточно ослабленной, не мешая работе схемы (т. Е. Медленнее время нарастания). Оптическая и физическая изоляция являются распространенными методами разделения цепей высокого и низкого напряжения. Безопасное разделение участков может быть слишком большим количеством проблем, но вы все равно можете держать пути возврата каждого контура отдельно для большей части их пути. Путь возврата пикового напряжения должен быть беспрепятственным (минимальная индуктивность). Если усилия по изоляции не добиваются цели, Можно снизить входной импеданс проблемных цифровых входов, используя нагрузочные или понижающие резисторы и конденсаторы. Значение резистора должно быть достаточно высоким, чтобы не мешать нормальной работе линии, то есть драйвер может поддерживать это более низкое сопротивление; Конденсатор замыкает высокочастотное содержимое на землю - начните с керамики 100 нФ и работайте до 10 мкФ, если необходимо (попробуйте сначала, конечно, без всяких усилий!). Если напряжение в любой точке превышает максимум детали, его можно зафиксировать ниже выбранного значения, используя что-то такое же простое, как стабилитрон, хотя и другое (улучшенное и более дорогое). Конденсатор замыкает высокочастотное содержимое на землю - начните с керамики 100 нФ и работайте до 10 мкФ, если необходимо (попробуйте сначала, конечно, без всяких усилий!). Если напряжение в любой точке превышает максимум детали, его можно зафиксировать ниже выбранного значения, используя что-то такое же простое, как стабилитрон, хотя и другое (улучшенное и более дорогое). Конденсатор замыкает высокочастотное содержимое на землю - начните с керамики 100 нФ и работайте до 10 мкФ, если необходимо (попробуйте сначала, конечно, без всяких усилий!). Если напряжение в какой-либо точке превышает максимум детали, его можно зафиксировать ниже выбранного значения, используя что-то такое же простое, как стабилитрон, хотя и другое (улучшенное и более дорогое).Системы / части TVS доступны. Это только защищает от повреждения, хотя.

Если большая часть помех излучается от разрядных соединений конденсатора, один из подходов заключается в уменьшении излучения на источнике. Я предполагаю, что замедление или иное изменение скорости разрядки крышки (TVS) не вариант, так как это повлияет на измерения. Следующая лучшая вещь - это уменьшить свойства распространения проводов и следов, питающих конденсатор (ы): минимизировать все длины соединений, включая заземление, и минимизировать области контура заземления (держите возврат как можно ближе к сигналу / мощности). Конечно, физическое расстояние между контроллером и DUT поможет.

У меня нет опыта работы с защитными слоями от электромагнитных помех (мю-металл и т. Д.).

Стратегия, чтобы пропустить все это, состоит в том, чтобы временно отключить контроллер во время разряда, на несколько сотен миллисекунд, сохраняя состояние в это время.