一, tööstuslikud allikad ja elektromagnetiliste häirete levikuteed
1. peamised häireallikad
Elektromagnetilisel häirel tööstuskeskkonnas on omadused "kõrgsagedus, tugev väli ja mitu allikat", tüüpiliste häireallikatega, sealhulgas:
Inverter ja mootorisüsteem: kui inverter juhib mootori PWM-modulatsiooni kaudu, genereerib see elektriliinil kõrge - sagedushamoonia (10kHz-10MHz) ja raadiosageduse kiirguse (30MHz-3GHz). Näiteks teatava auto tootmisettevõtte tootmisliinis põhjustas sagedusmuunduri juhitud keevitusrobot segmendi koodi LCD perioodilise virvendamise 5-meetrine vahemikus.
Keevitusmasin ja elektrilised sädemed: keevitusmasina töö ajal tekitab kaare tühjendus mööduva impulsi häireid (tipppinge võib ulatuda tuhandete voltideni), mis võib tungida LCD vooluringist läbi ruumi kiirguse või elektriliini juhtivuse. Teatud laevaehituse tehase juhtumianalüüs näitab, et keevitustegevuse ajal suureneb varjestamata segmendi koodi LCD kuvade moodulite märkide defektmoodulid 300%.
Traadita sideseadmed: traadita moodulite, näiteks Wi Fi, Bluetoothi, Zigbee ja LCD-draiveri signaalide (tavaliselt 10kHz-100kHz) (tavaliselt 10kHz-100kHz) (tavaliselt 10kHz-100kHz) (tavaliselt 10KHz-100kHz) sagedusriba vahel on harmooniline kattumine.
Kõrgepinge ülekandeliinid: 50Hz võimsuse sageduse magnetväli indutseerib vedelkristallekraanide raami pöörisvoolusid, põhjustades kuvarikontrasti ja isegi kohalike mustade ekraanide vähenemist. Segmendi koodi LCD kõrge - pingega koridoris on täiskoormusel töötamisel heledus 40%.
2. häirete leviku tee
Elektromagnetiline häire siseneb segmendi koodi LCD -süsteemi järgmiste teede kaudu:
Käivitatud häired: levib elektri- ja signaaliliinidel, näiteks sagedusmuunduri harmoonia, mis mõjutab LCD toiteallika stabiilsust jagatud elektrivõrgu kaudu.
Kiirguse häired: ruumilise elektromagnetilise laine sidumise kaudu, näiteks raadiosageduse kiirgus mootorikaablitest, mis segavad otse LCD -draiveri kiibid.
Elektrostaatiline sidumine: kõrge - pingeseadme abil genereeritud elektrostaatiline väli kutsub mahtuvusliku efekti kaudu indutseerimise pinget LCD -ahelas. Keemiatehase juhtumiuuringus suurendas elektrostaatiline eritis LCD -draiveri pordi kahjustuste kiirust 15%-ni.
2, tüüpilised rikkerežiimid, mis on põhjustatud elektromagnetilisest häiretest
1. Kuva kõrvalekalded
Valge/sinine ekraan: häiresignaalid tungivad LCD toiteallikasse (VDD/VSS) või lähtestamisliini (lähtestamise), põhjustades mooduli sisemiste registrite lähtestamise ja kuvamooduli väljalülitamise. Nutikas arvesti testis, elektromagnetilise välja intensiivsus 10 V/m, ulatus varjestamata LCD -moodulite tõenäosus valge ekraaniga 80%-ni.
Vilkumine ja raputamine: ebanormaalne kuvari värskendus, mis on põhjustatud toiteallika kõikumistest või segasignaalide häiretest. Teatud tekstiilmasinate korpus näitab, et kui mootor käivitub ja peatub, näitab LCD-ekraan madalat - sagedusalavigunemist 0,5Hz-5Hz, põhjustades operaatorile seadme olekut valesti mõistetavat.
Märkide puudulikkus ja segatud tähemärgid: Juhtimissignaalide sekkumine põhjustas registriparameetrite muutmise. Teatud sissepritsevormimismasina juhtimissüsteemi elektromagnetilise ühilduvuse testimise ajal tõusis LCD -tähemärkide puudulikkuse määr tõusma 0,2% -lt 12% -ni.
2. Funktsiooni rike
Puudutage rikkeid: segmenteeritud LCD -ga puutefunktsiooniga võivad häirete signaalid põhjustada puuteanduri valesti käivitumise või pole vastust. Intelligentse laosüsteemi test näitas, et WI FI signaali katvuse piirkondades ulatus LCD puutetundlik veamäär 23%.
Andmete edastamise viga: häired häirib vedelkristallekraani ja peamise juhtimisplaadi (näiteks I2C, SPI) jadaühendust, mille tulemuseks on kuvamisandmete kaotus või viivitus. Teatud autotööstuses elektroonika puhul põhjustas bussihäired LCD parameetrite värskendustes enam kui 500 ms, mille tulemuseks oli tootmisliini väljalülitamine.
3. riistvarakahjustus
Pikaajaline kokkupuude tugevate elektromagnetiliste väljadega võib kahjustada LCD -de sisemisi vooluahelaid ülepinge või ülevoolu tõttu. Tuulepargi jälgimissüsteemi juhtumianalüüs näitab, et Varjestusmeetmeteta LCD -moodulite kahjustuste määr on pärast 18 -kuulist tööt kuni 35%, peamiste tõrkerežiimideks on pordi lagunemine ja elektrostaatiline lukustamine.
3, tehnilised vastumeetmed elektromagnetiliste häirete vastu
1. riistvara taseme kaitse
Varjestusdisain: mitme - kihi varjestusstruktuuri, näiteks vaskfooliumiga mähitud signaalijoonide ja ferriidi magnetiliste rõngaste omaksvõtmine, et suruda alla - sagedushäireid. Teatud meditsiiniseadmete tootja nõrgendab kiirguse häiret 1/10 oma algsest väärtusest, rakendades juhtivat kummi väljaspool LCD -draiveri liini.
Filtri vooluring: ühendage paralleelselt toiteallika sisselaskeava paralleelselt stabiliseeriv kondensaator (10 μ F) ja filtreerimiskondensaator (0,1 μ f/0,01 μ F). Teatud tööstuslik HMI -test näitas, et see lahendus vähendas võimsuse pulsatsiooni 200 mV -lt 20 mV -ni.
Maandamise optimeerimine: LCD -raam võtab kasutusele ühe otsa (kontrolleri ots maandatud, kuvari ots on riputatud), et vältida madal - sagedusmüra, mis on kasutusele võetud jahvatatud silmuse vooluga. Pärast teatud automatiseeritud tootmisliini muutmist on LCD -ekraani stabiilsust paranenud 90%.
2. tarkvara taseme kaitse
Registrite perioodiline lähtestamine: Värskendades LCD -registri parameetreid regulaarselt, saab häireid takistada parameetri triivi põhjustamisest. Teatud sissepritsevormimismasina juhtimissüsteem võtab vastu strateegia ekraaniregistri initsialiseerimiseks iga 100 ms iga, mis vähendab tegelase puudulikkuse määra 0,05%-ni.
Katkestuse kaitsemehhanism: keelake katkestusreaktsioon, kui MPU kirjutab andmed LCD -le, et vältida kontrollisignaalide muutmist. Teatud nutikas arvesti saavutas selle skeemi kaudu elektromagnetilise ühilduvuse testimisel nullveakiiruse.
Negatiivne kuvarežiim: lülitage taustvalgus välja mitte operatiivperioodidel, et vähendada sensatsiooniakna sekkumist. Pärast seda, kui teatav välisinstrument võttis selle tehnoloogia kasutusele, vähenes LCD kuvari kõrvalekalle tugevates elektromagnetilistes väljades 15% -lt 2% -ni.
3. Süsteemi taseme optimeerimine
Paigutuse isoleerimine: hoidke LCD -moodulit vähemalt 30 cm kaugusel tugevatest häireallikatest, näiteks sagedusmuundurid ja mootorid, ning vältige signaalliinide ja elektriliinide paralleelset marsruutimist. Teatud autotööstuse elektroonikatootja on parandanud LCD Anti - häirete võimet kolm korda, optimeerides PCB paigutust.
Kaabli valik: signaalide edastamiseks kasutage keerutatud paari või koaksiaalkaableid ja valige spetsiaalsed kaablid EMI varjestuskihtidega. Pärast tuulepargi seiresüsteemi renoveerimist on LCD -mooduli eluiga pikendatud 18 kuult 60 kuuni.
Keskkonna kohandamine: selliste karmide keskkondade nagu kõrge temperatuur, kõrge õhuniiskus ja vibratsioon, valitakse lai temperatuur LCD (töötemperatuur -40 kraadi ~ 85 kraadi) ja tihendi kujundus tugevneb. Pärast selle skeemi vastuvõtmist teatud terasjaama kõrgahju jälgimissüsteemis vähenes LCD tõrke määr kaks korda kuus aastas aastas.
4, tööstuse praktika ja tulevased suundumused
1. standardid ja sertifitseerimine
Tööstuslikud LCD-d peavad läbima IEC 61000-4 seeria elektromagnetilise ühilduvuse standardi testimise, sealhulgas:
IEC 61000-4-3: kiiritatud immuunsuse test (sagedus 80MHz-6 GHz, välja tugevus 10 V/m).
IEC 61000-4-4: Elektriline kiire mööduv purunemise immuunsuse test (pinge ± 2KV, sagedus 5KHz).
IEC 61000-4-5: hüppelise immuunsuse test (pinge ± 6KV, lainekuju 1,2/50 μ S).
2. tehnoloogilise innovatsiooni suund
Uus draiveri kiip: spetsiaalne draiveri IC integreeritud EMI filtreerimisfunktsiooniga (näiteks TI -d TPS65185), mis võib vähendada väliste komponentide arvu ja parandada anti - häirete võimet.
Paindlik väljapanekutehnoloogia: paindlik LCD, kasutades grafeeni- või hõbedast nanojuhtme elektroode, võib kohaneda ebaregulaarsete tööstusseadmetega ja parandada varjestusefekti.
Intelligentne seiresüsteem: LCD -temperatuuri, pinge, elektromagnetilise keskkonna ja muude parameetrite reaalajas jälgimine läbi ehitatud - andurites, et saavutada ennustav hooldus.
