一, Þrír þættir og útbreiðsluleið rafsegultruflana
Myndun rafsegultruflana (EMI) krefst þriggja þátta samtímis: truflunargjafa, tengibraut og viðkvæman búnað. Í iðnaðarumhverfi eru dæmigerðir truflanir:
Inverter: Harmóníski straumurinn (2-50kHz) sem myndast við PWM mótun hans er leiddur í gegnum raflínuna, en úttakssnúran myndar loftnet til að geisla út hátíðni rafsegulbylgjur (100kHz-30MHz).
Mótorkerfi: Rafgeislun sem myndast við burstaskipti (1-100MHz), sem og segulsviðssveiflur af völdum breytinga á vindastraumi (50Hz og harmonikum hans).
Suðuvél: Hár- rafsegulpúls (0,1-10MHz) sem myndast við ljósbogasuðuferlið getur geislað allt að tugum metra.
Þráðlaus samskiptatæki: Wi Fi/Bluetooth tíðnisvið (2,4GHz/5GHz) skarast við viðkvæm tíðnisvið LCD stýrirása.
Truflanir ráðast inn í LCD kerfið í gegnum eftirfarandi leiðir:
Leiðandi tenging: Með því að nota rafmagns- og merkjalínur sem burðarefni er truflun sprautað beint inn í hringrásina.
Geislunartenging: Rafsegulbylgjur í geimnum valda truflunarspennu á PCB raflögn eða tengjum í gegnum loftnetsáhrif.
Algeng viðnámstenging: Það er algeng viðnám í jarðtengingu sem veldur því að truflunarstraumur flæðir á milli tækja.
2, Smíði verndartæknikerfis
1. Hönnun hlífðar: Lokaðu útbreiðslu rafsegulbylgna
Hlífðarhlíf úr málmi: Notaðu álfelgur eða galvaniseruðu stálplötuskel, með þykkt sem er meira en eða jafnt og 1,5 mm til að ná skilvirkri dempun. Sem dæmi má nefna að framleiðandi efnatækja náði yfir 40dB hlífðarvirkni á 30MHz-1GHz tíðnisviðinu með því að hámarka uppbyggingu skeljarins. Helstu hönnunaratriðin eru:
Samfella hlífðarhlutans: Breidd skelbilsins ætti að vera stjórnað innan 0,1 mm og nota ætti leiðandi púða eða gormaplötur fyrir rafmagnstengingu.
Ljósopsstýring: Hitadreifingargötin samþykkja honeycomb hönnun, með ljósopi sem er minna en eða jafnt og λ/20 (þar sem λ er hæsta truflunartíðnibylgjulengdin).
Vinnsla á skjágluggum: Notaðu ITO leiðandi gler (yfirborðsviðnám minna en eða jafnt og 10 Ω/□) eða hlífðarnet úr málmi, með ljósgeislun sem er meira en eða jafnt og 85%.
Innri hlífðareinangrun: Settu upp staðbundna vörn fyrir viðkvæmar hringrásareiningar:
Aðalstýringarflís: notar hlífðarhlíf úr koparþynnu, jarðtengingarviðnám Minna en eða jafnt og 10m Ω.
Rafmagnseining: Settu segulhringi utan um DC-DC breytirinn til að bæla rofahljóð.
Merkjaviðmót: Notaðu hlífðar tengi (eins og D-undirgerð) og lóðaðu hlífðarlagið 360 gráður við PCB jarðplanið.
2. Síunartækni: Bælir truflun á leiðinni
Kraftendasíun: Settu upp EMI síu á LCD aflinntaksendanum, með dæmigerðum færibreytukröfum:
Innsetningartap: Stærra en eða jafnt og 40dB á 150kHz-30MHz tíðnisviðinu
Málstraumur: Veldu í samræmi við álagskröfur, skilur eftir 20% framlegð
Lekastraumur: Minna en eða jafnt og 1mA (í samræmi við IEC 60950 öryggisstaðal)
Tilviksrannsókn á bíltæki sýnir að eftir notkun tveggja-þrepa LC síu minnkaði truflun á raflínunni úr 45dB μV í 20dB μV.
Merkalínusíun: Fyrir myndbandsmerkjalínur eins og RGB/LVDS er samsetning af venjulegum innsöfnunarspólu (CMCC) og mismunadrifsþétti notuð til að sía:
CMCC inductance: 100-1000 μH (valið byggt á tíðni merkja)
Mismunandi rýmd: 0,1-1 μ F (öryggisþéttir af X2 gerð)
3. Hagræðing jarðtengingarkerfis
Einpunkts jarðtengingaraðferð: Í lágtíðnirásum (td<1MHz), all grounding wires are converged to a common grounding point to avoid the formation of a ground loop. A certain power monitoring instrument reduced the common mode interference voltage from 5V to 0.5V by reconstructing the grounding system.
Multi point grounding strategy: In high-frequency circuits (f>10MHz), PCB fjöl-laga borðhönnun er notuð til að koma á fullkomnu jarðplani:
Skipting jarðplans: Stafræn jörð og hliðræn jörð eru tengd á einum stað í gegnum 0 Ω viðnám eða segulperlur.
Jarðtenging: Að minnsta kosti einni jarðtengingu með þvermál sem er meira en eða jafnt og 0,5 mm skal komið fyrir á hvern fertommu af PCB.
Stýring jarðtengingarviðnáms: Gakktu úr skugga um að jarðtengingarviðnám sé minna en eða jafnt og 4 Ω með eftirfarandi ráðstöfunum:
Auka fjölda jarðtengdra rafskauta (að minnsta kosti 3)
Notaðu viðnámsminnkandi (viðnám Minna en eða jafnt og 5 Ω· m)
Athugaðu jarðtengingu viðnám reglulega (ráðlagt einu sinni á ársfjórðungi)
4. PCB andstæðingur-truflunarhönnun
Hagræðing útlits:
Lykilmerkjaleiðing: Lengd klukku- og myndbandsmerkjalína ætti að vera stjórnað innan λ/20 (þar sem λ er merkisbylgjulengd).
Rafmagn/jarðplan: Með því að samþykkja 4-laga borðbyggingu (merki jarðaflsmerki), er aflvélin þétt tengd við jarðplanið.
Skipulag tækis: Analog hringrásir og stafrænar rafrásir eru raðað í aðskildum svæðum með bili sem er meira en eða jafnt og 5 mm.
Raflögn forskriftir:
Mismunaleið: Haltu jöfnum lengd (villa Minna en eða jafnt og 50 mil), með bili sem er tvöfalt línubreidd.
Serpentine routing: notað til að samræma klukkumerkjaseinkun, með amplitude sem er meira en eða jafnt og 3 sinnum línubreidd og bili sem er meira en eða jafnt og 5 sinnum línubreidd.
Fyrirkomulag síuþétta: 0,1 μ F keramikþétti er staðsett nálægt flísaflspinnanum (Minna en eða jafnt og 3 mm) og 10 μF tantalþétti er komið fyrir við rafmagnsinntakið.
3, Dæmigert umsóknartilviksgreining
Tilfelli 1: Hönnun unnin úr jarðolíuverkfærum gegn truflunum
LCD á tilteknu olíusvæðiseftirlitskerfi sýndi óeðlilega birtingu við suðuaðgerðir. Eftir greiningu kom í ljós að:
Truflunargjafi: 1-10MHz rafsegulpúls sem myndast af suðuvélinni
Útbreiðsluleið: Geimgeislun tengd við LCD myndbandsmerkjalínu
Lausn:
Bættu við ferrít segulhring (μ r=1000) á ytra lag merkjalínu
Vídeóviðmót skipt yfir í DVI-D stafrænt viðmót (með sterkri and--truflunargetu fyrir mismunadrifssendingar)
Límdu leiðandi gúmmí (rúmmálsviðnám Minna en eða jafnt og 0,01 Ω· cm) í bilinu á skelinni
Eftir innleiðingu getur kerfið enn sýnt stöðugt við suðuaðgerðir og villuhlutfallið hefur lækkað úr 10 ⁻³ í 10 ⁻⁶.
Tilfelli 2: Hagræðing á snertiskjá fyrir greindur framleiðslutæki
Snertiskjár ákveðins CNC vélar snertist óvart við ræsingu mótorsins og niðurstaða greiningarinnar er:
Truflanauppspretta: Segulsviðssveiflur af völdum skyndilegra breytinga á straumi servómótorsins (50Hz og harmonic hans)
Útbreiðsluleið: Myndaðu truflun á algengum ham í gegnum málmbyggingu skápsins
Lausn:
Bættu π - gerð síu við aflgjafa snertiflíssins (L=100 μ H, C=0.1 μ F)
Skápurinn er gerður úr ó-segulmagnuðu ryðfríu stáli (μ r ≈ 1)
Bættu við einangrunarpúðum á milli snertiskjásins og skápsins (bilunarspenna Stærri en eða jafn og 10kV)
Eftir endurnýjunina hefur snertinæmið verið þrisvar sinnum aukið og falskt snertihlutfall lækkað úr 15% í 0,5%.
