औद्योगिक उपकरण एलसीडी में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को कैसे रोकें?

一, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के तीन तत्व और प्रसार पथ
विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) के निर्माण के लिए एक साथ तीन तत्वों की आवश्यकता होती है: हस्तक्षेप स्रोत, युग्मन पथ और संवेदनशील उपकरण। औद्योगिक वातावरण में, हस्तक्षेप के विशिष्ट स्रोतों में शामिल हैं:

इन्वर्टर: इसके पीडब्लूएम मॉड्यूलेशन द्वारा उत्पन्न हार्मोनिक करंट (2-50kHz) को पावर लाइन के माध्यम से संचालित किया जाता है, जबकि आउटपुट केबल उच्च आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय तरंगों (100kHz-30MHz) को विकीर्ण करने के लिए एक एंटीना बनाता है।
मोटर प्रणाली: ब्रश कम्यूटेशन (1-100 मेगाहर्ट्ज) द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रिक स्पार्क विकिरण, साथ ही घुमावदार धारा (50 हर्ट्ज और इसके हार्मोनिक्स) में परिवर्तन के कारण चुंबकीय क्षेत्र में उतार-चढ़ाव।
वेल्डिंग मशीन: आर्क वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न उच्च तीव्रता विद्युत चुम्बकीय पल्स (0.1-10 मेगाहर्ट्ज) दसियों मीटर तक विकिरण कर सकती है।
वायरलेस संचार उपकरण: वाई-फ़ाई/ब्लूटूथ फ़्रीक्वेंसी बैंड (2.4GHz/5GHz) एलसीडी नियंत्रण सर्किट के संवेदनशील फ़्रीक्वेंसी बैंड के साथ ओवरलैप होते हैं।
हस्तक्षेप निम्नलिखित रास्तों से एलसीडी प्रणाली पर आक्रमण करता है:

प्रवाहकीय युग्मन: वाहक के रूप में शक्ति और सिग्नल लाइनों का उपयोग करके, हस्तक्षेप को सीधे सर्किट में इंजेक्ट किया जाता है।
विकिरण युग्मन: अंतरिक्ष विद्युत चुम्बकीय तरंगें एंटीना प्रभाव के माध्यम से पीसीबी वायरिंग या कनेक्टर्स पर हस्तक्षेप वोल्टेज उत्पन्न करती हैं।
सामान्य प्रतिबाधा युग्मन: ग्राउंडिंग सर्किट में एक सामान्य प्रतिबाधा होती है, जो उपकरणों के बीच हस्तक्षेप प्रवाह का कारण बनती है।
2, सुरक्षा प्रौद्योगिकी प्रणाली का निर्माण
1. परिरक्षण डिजाइन: विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार को अवरुद्ध करें
धातु खोल परिरक्षण: प्रभावी क्षीणन प्राप्त करने के लिए 1.5 मिमी से अधिक या उसके बराबर की मोटाई के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातु या गैल्वेनाइज्ड स्टील प्लेट शेल का उपयोग करना। उदाहरण के लिए, एक रासायनिक उपकरण निर्माता ने शेल संरचना को अनुकूलित करके 30MHz-1GHz फ़्रीक्वेंसी बैंड में 40dB से अधिक की परिरक्षण दक्षता हासिल की। मुख्य डिज़ाइन बिंदुओं में शामिल हैं:

परिरक्षण निकाय की निरंतरता: शेल गैप की चौड़ाई 0.1 मिमी के भीतर नियंत्रित की जानी चाहिए, और विद्युत कनेक्शन के लिए प्रवाहकीय पैड या स्प्रिंग प्लेट का उपयोग किया जाना चाहिए।
एपर्चर नियंत्रण: गर्मी अपव्यय छेद एक छत्ते के डिजाइन को अपनाते हैं, जिसका एपर्चर λ/20 से कम या उसके बराबर होता है (जहां λ उच्चतम हस्तक्षेप आवृत्ति तरंग दैर्ध्य है)।
डिस्प्ले विंडो प्रसंस्करण: आईटीओ प्रवाहकीय ग्लास (सतह प्रतिरोध 10 Ω/□ से कम या उसके बराबर) या धातु जाल परिरक्षण का उपयोग करें, जिसका प्रकाश संप्रेषण 85% से अधिक या उसके बराबर हो।
आंतरिक परिरक्षण अलगाव: संवेदनशील सर्किट मॉड्यूल के लिए स्थानीय परिरक्षण लागू करें:

मुख्य नियंत्रण चिप: तांबे की पन्नी परिरक्षण कवर का उपयोग करना, ग्राउंडिंग प्रतिरोध 10m Ω से कम या उसके बराबर।
पावर मॉड्यूल: स्विच के शोर को दबाने के लिए DC{0}}DC कनवर्टर के चारों ओर चुंबकीय रिंग स्थापित करें।
सिग्नल इंटरफ़ेस: परिरक्षित कनेक्टर (जैसे डी{{0%)उप प्रकार) का उपयोग करें, और पीसीबी ग्राउंड प्लेन में परिरक्षण परत को 360 डिग्री पर सोल्डर करें।
2. फ़िल्टरिंग तकनीक: संचालित हस्तक्षेप को दबाना
पावर एंड फ़िल्टरिंग: विशिष्ट पैरामीटर आवश्यकताओं के साथ, एलसीडी पावर इनपुट एंड पर एक ईएमआई फ़िल्टर स्थापित करें:

सम्मिलन हानि: 150kHz-30MHz आवृत्ति बैंड में 40dB से अधिक या उसके बराबर
रेटेड करंट: 20% मार्जिन छोड़कर, लोड आवश्यकताओं के अनुसार चयन करें
रिसाव धारा: 1mA से कम या उसके बराबर (IEC 60950 सुरक्षा मानक के अनुसार)
एक कार उपकरण के एक केस अध्ययन से पता चलता है कि दो -स्टेज एलसी फिल्टर का उपयोग करने के बाद, बिजली लाइन पर आयोजित हस्तक्षेप 45dB μV से घटकर 20dB μV हो गया।

सिग्नल लाइन फ़िल्टरिंग: आरजीबी/एलवीडीएस जैसी वीडियो सिग्नल लाइनों के लिए, फ़िल्टरिंग के लिए सामान्य मोड चोक कॉइल (सीएमसीसी) और डिफरेंशियल मोड कैपेसिटर के संयोजन का उपयोग किया जाता है:

सीएमसीसी अधिष्ठापन: 100-1000 μH (सिग्नल आवृत्ति के आधार पर चयनित)
विभेदक धारिता: 0.1-1 μF (X2 प्रकार सुरक्षा संधारित्र)
3. ग्राउंडिंग सिस्टम का अनुकूलन
एकल बिंदु ग्राउंडिंग रणनीति: कम -आवृत्ति सर्किट में (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>10 मेगाहर्ट्ज), पीसीबी मल्टी{1}}लेयर बोर्ड डिजाइन को एक पूर्ण ग्राउंड प्लेन स्थापित करने के लिए अपनाया जाता है:

ग्राउंड प्लेन सेगमेंटेशन: डिजिटल ग्राउंड और एनालॉग ग्राउंड 0 Ω अवरोधक या चुंबकीय मोतियों के माध्यम से एक ही बिंदु पर जुड़े हुए हैं।
ग्राउंडिंग थ्रू: 0.5 मिमी से अधिक या उसके बराबर व्यास वाले कम से कम एक ग्राउंडिंग थ्रू पीसीबी के प्रति वर्ग इंच की व्यवस्था की जाएगी।
ग्राउंडिंग प्रतिरोध नियंत्रण: निम्नलिखित उपायों के माध्यम से सुनिश्चित करें कि ग्राउंडिंग प्रतिरोध 4 Ω से कम या उसके बराबर है:

ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड की संख्या बढ़ाएँ (कम से कम 3)
प्रतिरोध रिड्यूसर का उपयोग करें (प्रतिरोधकता 5 Ω·m से कम या उसके बराबर)
नियमित रूप से ग्राउंडिंग प्रतिरोध की जाँच करें (प्रत्येक तिमाही में एक बार अनुशंसित)
4. पीसीबी विरोधी -हस्तक्षेप डिजाइन
लेआउट अनुकूलन:

मुख्य सिग्नल रूटिंग: घड़ी और वीडियो सिग्नल लाइनों की लंबाई λ/20 (जहां λ सिग्नल तरंग दैर्ध्य है) के भीतर नियंत्रित की जानी चाहिए।
पावर/ग्राउंड प्लेन: 4-लेयर बोर्ड संरचना (सिग्नल ग्राउंड पावर सिग्नल) को अपनाते हुए, पावर प्लेन को ग्राउंड प्लेन के साथ कसकर जोड़ा जाता है।
डिवाइस लेआउट: एनालॉग सर्किट और डिजिटल सर्किट को 5 मिमी से अधिक या उसके बराबर की दूरी के साथ अलग-अलग क्षेत्रों में व्यवस्थित किया जाता है।
वायरिंग विशिष्टताएँ:

विभेदक रूटिंग: लाइन की चौड़ाई से दोगुनी दूरी के साथ समान लंबाई (त्रुटि 50 मील से कम या उसके बराबर) बनाए रखें।
सर्पेंटाइन रूटिंग: क्लॉक सिग्नल विलंब मिलान के लिए उपयोग किया जाता है, जिसका आयाम लाइन की चौड़ाई के 3 गुना से अधिक या उसके बराबर होता है और रिक्ति लाइन की चौड़ाई के 5 गुना से अधिक या उसके बराबर होती है।
फ़िल्टर कैपेसिटर व्यवस्था: 0.1 μF सिरेमिक कैपेसिटर चिप पावर पिन (3 मिमी से कम या उसके बराबर) के पास स्थित है, और 10 μF टैंटलम कैपेसिटर पावर इनलेट पर व्यवस्थित है।
3, विशिष्ट अनुप्रयोग केस विश्लेषण
केस 1: पेट्रोकेमिकल उपकरणों का हस्तक्षेप रोधी डिज़ाइन
एक निश्चित तेल क्षेत्र निगरानी प्रणाली की एलसीडी ने वेल्डिंग परिचालन के दौरान असामान्य प्रदर्शन दिखाया। विश्लेषण के बाद यह पाया गया कि:

हस्तक्षेप स्रोत: वेल्डिंग मशीन द्वारा उत्पन्न 1-10 मेगाहर्ट्ज विद्युत चुम्बकीय पल्स
प्रसार पथ: अंतरिक्ष विकिरण एलसीडी वीडियो सिग्नल लाइन से जुड़ा हुआ है
समाधान:
सिग्नल लाइन की बाहरी परत पर एक फेराइट चुंबकीय रिंग (μ r=1000) जोड़ें
वीडियो इंटरफ़ेस को डीवीआई-डी डिजिटल इंटरफ़ेस पर स्विच किया गया (डिफरेंशियल ट्रांसमिशन के लिए मजबूत एंटी-हस्तक्षेप क्षमता के साथ)
खोल के अंतराल पर प्रवाहकीय रबर (मात्रा प्रतिरोधकता 0.01 Ω·सेमी से कम या उसके बराबर) चिपकाएँ
कार्यान्वयन के बाद, सिस्टम अभी भी वेल्डिंग संचालन के दौरान स्थिर रूप से प्रदर्शित हो सकता है, और त्रुटि दर 10 ⁻³ से घटकर 10 ⁻⁶ हो गई है।
केस 2: इंटेलिजेंट विनिर्माण उपकरण के लिए टच स्क्रीन का अनुकूलन
मोटर स्टार्टअप के दौरान एक निश्चित सीएनसी मशीन टूल की टच स्क्रीन गलती से छू गई, और निदान परिणाम यह है:

हस्तक्षेप स्रोत: सर्वो मोटर करंट (50 हर्ट्ज और इसके हार्मोनिक्स) में अचानक परिवर्तन के कारण चुंबकीय क्षेत्र में उतार-चढ़ाव
प्रसार पथ: कैबिनेट की धातु संरचना के माध्यम से सामान्य मोड हस्तक्षेप का निर्माण करें
समाधान:
टच चिप की बिजली आपूर्ति में एक π - प्रकार का फ़िल्टर जोड़ें (L=100 μ H, C=0.1 μ F)
कैबिनेट गैर -चुंबकीय स्टेनलेस स्टील सामग्री (μ r ≈ 1) से बना है
Add insulation pads between the touch screen and the cabinet (breakdown voltage >= 10kV)
नवीनीकरण के बाद, स्पर्श संवेदनशीलता तीन गुना बढ़ गई है, और झूठी स्पर्श दर 15% से घटकर 0.5% हो गई है।