一, Y Tair Elfen a Llwybr Lluosogi Ymyrraeth Electromagnetig
Mae ffurfio ymyrraeth electromagnetig (EMI) yn gofyn am dair elfen ar yr un pryd: ffynhonnell ymyrraeth, llwybr cyplu, ac offer sensitif. Mewn amgylcheddau diwydiannol, mae ffynonellau ymyrraeth nodweddiadol yn cynnwys:
Gwrthdröydd: Mae'r cerrynt harmonig (2-50kHz) a gynhyrchir gan ei fodiwleiddio PWM yn cael ei gynnal trwy'r llinell bŵer, tra bod y cebl allbwn yn ffurfio antena i belydru tonnau electromagnetig amledd uchel (100kHz-30MHz).
System modur: Ymbelydredd gwreichionen trydan a gynhyrchir gan gymudiad brwsh (1-100MHz), yn ogystal ag amrywiadau maes magnetig a achosir gan newidiadau mewn cerrynt troellog (50Hz a'i harmonigau).
Peiriant weldio: Gall y pwls electromagnetig dwysedd uchel (0.1-10MHz) a gynhyrchir yn ystod y broses weldio arc belydru hyd at ddegau o fetrau.
Dyfeisiau cyfathrebu diwifr: Mae bandiau amledd Wi Fi/Bluetooth (2.4GHz/5GHz) yn gorgyffwrdd â bandiau amledd sensitif cylchedau rheoli LCD.
Mae ymyrraeth yn ymosod ar y system LCD trwy'r llwybrau canlynol:
Cyplu dargludol: Gan ddefnyddio llinellau pŵer a signal fel cludwyr, mae ymyrraeth yn cael ei chwistrellu'n uniongyrchol i'r gylched.
Cyplu ymbelydredd: Mae tonnau electromagnetig gofod yn achosi foltedd ymyrraeth ar wifrau PCB neu gysylltwyr trwy effeithiau antena.
Cyplu rhwystriant cyffredin: Mae rhwystriant cyffredin yn y gylched sylfaen, sy'n achosi i gerrynt ymyrraeth lifo rhwng dyfeisiau.
2, Adeiladu System Technoleg Diogelu
1. Dyluniad cysgodi: Blociwch ymlediad tonnau electromagnetig
Cysgodi cragen fetel: defnyddio aloi alwminiwm neu gragen plât dur galfanedig, gyda thrwch o Fwy na neu'n hafal i 1.5mm i gyflawni gwanhad effeithiol. Er enghraifft, cyflawnodd gwneuthurwr offer cemegol effeithlonrwydd cysgodi o dros 40dB yn y band amledd 30MHz-1GHz trwy optimeiddio strwythur y gragen. Mae'r pwyntiau dylunio allweddol yn cynnwys:
Parhad y corff cysgodi: Dylid rheoli lled y bwlch cragen o fewn 0.1mm, a dylid defnyddio padiau dargludol neu blatiau gwanwyn ar gyfer cysylltiad trydanol.
Rheoli agorfa: Mae'r tyllau afradu gwres yn mabwysiadu dyluniad diliau, gydag agorfa o Llai na neu'n hafal i λ/20 (lle λ yw'r donfedd amledd ymyrraeth uchaf).
Prosesu ffenestri arddangos: Defnyddiwch wydr dargludol ITO (gwrthiant wyneb Llai na neu'n hafal i 10 Ω/□) neu gysgodi rhwyll fetel, gyda thrawsyriant ysgafn o Fwy na neu'n hafal i 85%.
Ynysu cysgodi mewnol: Gweithredu cysgodi lleol ar gyfer modiwlau cylched sensitif:
Prif sglodyn rheoli: defnyddio gorchudd cysgodi ffoil copr, ymwrthedd sylfaen Llai na neu'n hafal i 10m Ω.
Modiwl pŵer: Gosodwch gylchoedd magnetig o amgylch y trawsnewidydd DC-DC i atal sŵn switsh.
Rhyngwyneb signal: Defnyddiwch gysylltwyr cysgodol (fel is-fath D-), a sodrwch yr haen cysgodi 360 gradd i awyren ddaear y PCB.
2. Technoleg hidlo: Atal ymyrraeth a gynhaliwyd
Hidlo pen pŵer: Gosod hidlydd EMI ar y pen mewnbwn pŵer LCD, gyda gofynion paramedr nodweddiadol:
Colled mewnosod: Yn fwy na neu'n hafal i 40dB yn y band amledd 150kHz-30MHz
Cyfredol â sgôr: Dewiswch yn ôl gofynion llwyth, gan adael ymyl o 20%.
Cerrynt gollyngiadau: Llai na neu'n hafal i 1mA (yn unol â safon diogelwch IEC 60950)
Mae astudiaeth achos o offeryn car yn dangos, ar ôl defnyddio hidlydd LC dau-gyfnod, bod yr ymyrraeth dargludol ar y llinell bŵer wedi gostwng o 45dB μ V i 20dB μ V.
Hidlo llinell signal: Ar gyfer llinellau signal fideo fel RGB / LVDS, defnyddir cyfuniad o coil tagu modd cyffredin (CMCC) a chynhwysydd modd gwahaniaethol ar gyfer hidlo:
Anwythiad CMCC: 100-1000 μ H (wedi'i ddewis yn seiliedig ar amlder signal)
Cynhwysedd gwahaniaethol: 0.1-1 μ F (cynhwysydd diogelwch math X2)
3. Optimeiddio'r system sylfaen
Strategaeth sylfaen un pwynt: Mewn-cylchedau amledd isel (f<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), mae dyluniad bwrdd amlhaenog PCB yn cael ei fabwysiadu i sefydlu awyren ddaear gyflawn:
Segmentu plân daear: Mae tir digidol a daear analog wedi'u cysylltu ar un pwynt trwy wrthydd 0 Ω neu gleiniau magnetig.
Seiliau trwy: Rhaid trefnu o leiaf un sylfaen trwy gyda diamedr o Fwy na neu'n hafal i 0.5mm fesul modfedd sgwâr o PCB.
Rheolaeth ymwrthedd sylfaen: Sicrhewch fod y gwrthiant sylfaenu yn Llai na neu'n hafal i 4 Ω trwy'r mesurau canlynol:
Cynyddu nifer yr electrodau sylfaen (o leiaf 3)
Defnyddio lleihäwr gwrthiant (gwrthedd Llai na neu'n hafal i 5 Ω· m)
Gwiriwch y gwrthiant sylfaen yn rheolaidd (argymhellir unwaith bob chwarter)
4. Dyluniad gwrth-ymyrraeth PCB
Optimeiddio gosodiad:
Llwybr signal allweddol: Dylid rheoli hyd llinellau signal cloc a fideo o fewn λ/20 (lle mae λ yn donfedd y signal).
Pŵer / Awyren Daear: Gan fabwysiadu strwythur bwrdd 4 haen (signal pŵer daear), mae'r awyren bŵer wedi'i chysylltu'n dynn â'r awyren ddaear.
Cynllun dyfais: Mae cylchedau analog a chylchedau digidol yn cael eu trefnu mewn parthau ar wahân gyda bylchau o Fwy na neu'n hafal i 5mm.
Manylebau gwifrau:
Llwybro gwahaniaethol: Cynnal hyd cyfartal (gwall Llai na neu'n hafal i 50mil), gyda bylchiad o ddwywaith lled y llinell.
Llwybro serpentine: a ddefnyddir ar gyfer paru oedi signal cloc, gydag osgled Yn fwy na neu'n hafal i 3 gwaith lled y llinell a'r bylchau Yn fwy na neu'n hafal i 5 gwaith lled y llinell.
Trefniant cynhwysydd hidlo: Mae cynhwysydd ceramig 0.1 μ F wedi'i leoli ger y pin pŵer sglodion (Llai na neu'n hafal i 3mm), a threfnir cynhwysydd tantalwm 10 μ F yn y fewnfa bŵer.
3, Dadansoddiad achos cais nodweddiadol
Achos 1: Dyluniad gwrth-ymyrraeth offerynnau petrocemegol
Dangosodd LCD system fonitro maes olew arbennig arddangosiad annormal yn ystod gweithrediadau weldio. Ar ôl dadansoddi, canfuwyd bod:
Ffynhonnell ymyrraeth: pwls electromagnetig 1-10MHz a gynhyrchir gan y peiriant weldio
Llwybr lluosogi: Ymbelydredd gofod ynghyd â llinell signal fideo LCD
Ateb:
Ychwanegu cylch magnetig ferrite (μ r=1000) ar haen allanol y llinell signal
Rhyngwyneb fideo wedi'i newid i ryngwyneb digidol DVI-D (gyda gallu gwrth-ymyrraeth cryf ar gyfer trawsyrru gwahaniaethol)
Gludwch rwber dargludol (gwrthedd cyfaint Llai na neu'n hafal i 0.01 Ω· cm) ar fwlch y gragen
Ar ôl gweithredu, gall y system arddangos yn sefydlog o hyd yn ystod gweithrediadau weldio, ac mae'r gyfradd gwallau wedi gostwng o 10 ⁻³ i 10 ⁻⁶.
Achos 2: Optimeiddio Sgrin Gyffwrdd ar gyfer Offer Gweithgynhyrchu Deallus
Cyffyrddwyd sgrin gyffwrdd teclyn peiriant CNC penodol yn ddamweiniol yn ystod cychwyn modur, a chanlyniad y diagnosis yw:
Ffynhonnell ymyrraeth: Amrywiadau maes magnetig a achosir gan newidiadau sydyn mewn cerrynt modur servo (50Hz a'i harmonics)
Llwybr lluosogi: Ffurfiwch ymyrraeth modd cyffredin trwy strwythur metel y cabinet
Ateb:
Ychwanegu hidlydd math π - i gyflenwad pŵer y sglodyn cyffwrdd (L=100 μ H, C=0.1 μ F)
Mae'r cabinet wedi'i wneud o ddeunydd dur di-staen nad yw'n fagnetig (μ r ≈ 1)
Ychwanegu padiau inswleiddio rhwng y sgrin gyffwrdd a'r cabinet (foltedd torri i lawr Yn fwy na neu'n hafal i 10kV)
Ar ôl yr adnewyddiad, mae'r sensitifrwydd cyffwrdd wedi cynyddu dair gwaith, ac mae'r gyfradd gyffwrdd ffug wedi'i ostwng o 15% i 0.5%.
