一, Стандарди за испитивање индустријске ЕМЦ и основни захтеви
ЕМЦ тестирање индустријске опреме мора да буде у складу са три-системом Међународне електротехничке комисије (ИЕЦ), европским стандардима (ЕН) и кинеским националним стандардима (ГБ). Основне ставке за тестирање укључују:
Емисија зрачења (РЕ): Испитна фреквенција покрива 30МХз до 1ГХз, а од опреме се захтева да прими интензитет електромагнетног поља мањи или једнак 40дБ μВ/м (10м растојања) кроз антену у безехогеној комори. Сигнал такта и његови хармоници ЛЦД-а с поквареним кодом су главни извори зрачења и ако нису оптимизовани у дизајну, склони су прекорачењу стандарда.
Кондуктоване сметње (ЦЕ): Испитна фреквенција је између 150кХз и 30МХз, а напон сметњи на далеководу се мери преко мреже за стабилизацију импедансе линије (ЛИСН). Ако модул напајања искљученог ЛЦД-а не усвоји дизајн филтрирања, високо{3}}шум високе фреквенције се може пренети на електричну мрежу преко далековода и утицати на друге уређаје.
Електростатичко пражњење (ЕСД): У складу са стандардом ИЕЦ 61000-4-2, примените ± 8 кВ контактно пражњење и ± 15 кВ ваздушно пражњење на кућиште опреме и интерфејс. Ако додирној плочи или интерфејсу искљученог ЛЦД-а недостаје заштита, ЕСД може изазвати абнормалности на екрану или оштећење кола.
Отпорност на пренапон (СУРГЕ): Симулирајте ударе грома или ударе пребацивања велике струје да бисте тестирали способност опреме да издржи пренапоне. У индустријским окружењима, ЛЦД са поквареним кодом треба да издржи удар од најмање ± 2 кВ.
2, Анализа извора ЕМЦ сметњи у ЛЦД-у са сломљеним кодом
Проблем ЕМЦ са поквареним кодом ЛЦД углавном потиче из следећих аспеката:
Хармоници сигнала такта: Покретачко коло ЛЦД-а са поквареним кодом обично користи високо{0}}такт високе фреквенције (као што је 15МХз), који генерише више хармоника (као што су 150МХз и 300МХз) након проширења Фуријеовог низа. Ако сигнал такта није филтриран или заштићен, хармоници могу емитовати у простор кроз ПЦБ ожичење или конекторе, узрокујући да РЕ премаши стандард.
Шум из напајања: Ако модул напајања искљученог ЛЦД-а не користи филтер типа π - или индуктор заједничког режима, високо-шум високе фреквенције комутационог напајања (као што је 100 кХз до 1 МХз) може да се одведе до електричне мреже преко струјне линије, узрокујући проблеме са ЦЕ.
Повезивање интерфејса: Ако сигнални интерфејс искљученог ЛЦД-а (као што је СПИ, И2Ц) не користи оптоелектронску или магнетну изолацију, спољашње сметње могу да се повежу са управљачким колом кроз сигналну линију, што доводи до абнормалног приказа.
Дефекти у распореду ПЦБ-а: Ако сигналне линије велике{0}}брзине (као што су такт линије) нису другачије усмерене или дигитално уземљење и аналогно уземљење нису изоловане магнетним перлама, то може да створи сметње у петљи уземљења и да смањи отпорност на ЕСД.
3, ЕМЦ заштитни технолошки систем за ЛЦД са сломљеним кодом
Као одговор на горе поменуте изворе сметњи, систем заштите за ЛЦД са поквареним кодовима треба да се конструише са три аспекта: избор материјала, дизајн структуре и оптимизација кола.
1. Оптимизација материјала и конструкција
Проводни премаз: Напрскајте ИТО проводни слој на површину екрана да бисте контролисали површински отпор у опсегу од 10 ⁶ -10 ⁹ Ω/ск, који може брзо да испразни статички електрицитет и побољша отпорност на ЕСД на ± 8 кВ.
Дизајн заштитног поклопца: Додајте заштитне поклопце од бакарне фолије у кључним деловима штампане плоче, као што су управљачки склопови и кола за такт, и повежите их са уземљењем преко прикључка да бисте смањили спајање у близини{0}}поља. Одређени индустријски предајник притиска смањује интензитет зрачења на тачки фреквенције од 300МХз за 15дБ кроз овај дизајн.
Заштита кабла: Сигнални и енергетски водови користе уплетене парице заштићене жице, са заштитним слојем завршеним 360 степени у односу на кућиште конектора да би се смањило зрачење заједничког мода. Одређени индустријски серво погон је кроз ово побољшање смањио проводљиве сметње за 10 дБ.
2. Дизајн оптимизације кола
Филтрирање снаге: Додајте филтер типа π - на улазни терминал за напајање, са вредностима индуктивности у распону од 100 μХ до 1мХ и вредностима капацитивности у распону од 0,1 μФ до 10 μФ, да бисте сузбили диференцијални и уобичајени шум. Одређени индустријски сензор смањује напон сметњи на крају извора напајања испод граничне вредности кроз овај дизајн.
Филтрирање сигнала: Додајте РЦ ниско{0}}филтер за улаз аналогног сигнала, са граничном фреквенцијом постављеном на 1,5 пута ширину сигнала, да бисте смањили шум високе{2}}фреквенције. Одређени медицински уређај користи ову технологију да смањи зрачење сигналне линије за 8 дБ.
Обрада сатног сигнала: Продужите време растуће ивице сигнала сата и смањите његову амплитуду хармоника високе{0}}фреквенције; Или смањите фреквенцију такта (као што је са 15МХз на 8МХз) и померите тачке хармонијске фреквенције ван опсега тестних фреквенција. Одређени појединачни панел смањује вредност зрачења од 150МХз на 1/20 кроз дизајн смањења фреквенције.
3. Оптимизација уземљења и распореда
Уземљење у једној тачки: У нискофреквентним колима (<1MHz), a star shaped grounding structure is used, where the digital ground and analog ground are connected at a single point through magnetic beads to avoid ground potential differences. A certain industrial controller has reduced ground bounce noise to 2mV through this design.
Дизајн вишеслојне ПЦБ-а: У четворослојној ПЦБ-у, постављају се независни слојеви и слојеви напајања, а међуслојне везе се постижу преко отвора за смањење електромагнетне спреге. Одређена транзитна опрема за шину смањује емисију зрачења за 12 дБ кроз овај распоред.
Изолација осетљивог модула: Поделите распоред аналогних кола, дигиталних кола и струјних кола у зоне и поставите изолационе траке између зона да бисте смањили унакрсне сметње сигнала. Одређени паметни мерач је смањио стопу квара ЕСД-а за 90% кроз овај дизајн.
4, Индустријска пракса и анализа случаја
Случај 1: Ректификација прекомерне емисије зрачења из индустријских трансмитера притиска
Одређени индустријски предајник притиска премашио је стандард за 10дБ на фреквенцијској тачки од 300МХз и отклоњен је следећим мерама:
Додајте заштитни поклопац на ПЦБ да покријете АДЦ и МЦУ модуле, повећавајући ефикасност заштите за 15 дБ;
Замените струјне и сигналне водове у упредене парице заштићене жице. Након уземљења заштитног слоја, интензитет зрачења се смањује за 8дБ;
Оптимизујте ожичење ПЦБ-а, скратите дужину сигналне линије-високе фреквенције и смањите зрачење диференцијалног режима за 5 дБ.
Коначно, уређај је прошао ИЕЦ 61000-4-3 тест емисије зрачења.
Случај 2: Исправљање недовољне ЕСД отпорности индустријских сензора
Одређени индустријски сензор је имао функционалне абнормалности током тестирања контактног пражњења од ± 8 кВ. Корективне мере укључују:
Додајте проводне гумене јастучиће на шавове шкољке да бисте повећали ефективност заштите на 50дБ;
Додајте ТВС диодни низ на терминал улазног сигнала са напоном стезања мањим или једнаким 6В да бисте ефикасно заштитили низводно коло;
Оптимизујте ПЦБ ожичење, повећајте покривеност бакарном фолијом на нивоу земље и смањите ЕСД енергетску спрегу.
Коначно, уређај је прошао ИЕЦ 61000-4-2 ЕСД тест.
