EN
Яагаад өндөр давтамжийн коммутатор нь автоматжуулалтын системийн линейр драйверд EMI-г өргөжүүлдэг вэ
1 МГц-ээс дээш гармоний тархалт, ойрын талбайн хослуул
1 МГц-ээс дээш үед, шуурхай өөрчлөлтүүд нь шуурхай хөтөчүүдээр дамжуулан янз бүрийн гармоник үүсгэж, янз бүрийн давтамжийн дундаж руу тархдаг. Дараа нь юу болох вэ гэвэл ойролцоо орших тойрогүүдэд маш асуудалтай байдаг. Учир нь энэ идэвхжилт нь ойролцоо талбайн хүчтэй холбоонд хүргэдэг. Цахилгаан магнитын саад нь шууд хөрш эргэлтийн замаар болон бүрэлдэхүүн хэсэгт түлхэцгээдэг. Энэ нь ямар муу байдгийн талаар сонирхолтой зүйл: бид дутууруулсан давтамжийг дагаад интерференцийн түвшин дөрвөн дахин өсөж байна. Өөр нэг том санаа зовоосон зүйл бол дохио нь наносекунд нэгдэл 10 вольтээс илүү хурдтай өсөх явдал юм. Эдгээр хурдан шилжилт нь таамаглаагүй газруудад хүсэхгүй байгаа хүчин чадлыг эхлүүлж, эрчим хүчний эрчим хүчний дээд түвшинг жинхэнэ дуу чимээний дохио болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь аж үйлдвэрийн тоног төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны FCC 15-р хэсгийн стандартыг зөрчсөн байна
Бодит ертөнцөд гарсан алдаа: PLC удирдсан шугамын хөдөлгөөнт хэрэгсэл дэх 2.4 МГц-ийн EMI-г хэтрүүлсэн
PLC удирдсан шугамын хөдөлгөөнт механизм 2.4 МГц-ийн давтамжтай ажилласан нэг бодит талбайн туршилтын үеэр инженерүүд EMI түвшин нь CISPR 32 A ангиллын стандартаас 15 дБ-ийн хувьд хэтэрсэн гэдгийг анзаарсан. Тэд гүнзгийрээд харахад, энэ асуудал нь хөдөлгүүрний чип болон хөдөлгөөнт хөдөлгүүрний эргэлтийн хооронд хурдацтай урсгал өөрчлөлтийн (dI/dt) улмаас үүссэн муухай хөрсний эргэлтээс үүдэлтэй гэдгийг олж мэджээ. Үндсэндээ, эдгээр өндөр давтамжийн дохио нь зөвхөн хөлөг онгоцны филтрүүдээс дамжин, хаалттай моторын шугамд орсон. Энэ нь бидэнд сургадаг зүйл нь 1 МГц-ээс дээш давтамжтай ажилладаг бүх хүмүүст маш чухал юм. Энгийнээр хэлбэл, зөв загвар зохион байгуулалт нь олон аргаар хамтран ажиллахыг шаарддаг. Эхлээд PCB-ийн байршлыг цэвэрлэж, дараа нь бүрэлдэхүүн хэсгийн түвшинд сайн филтрлэлийг нэм. Зөвхөн нэг аргаар шийдэхийг хичээх нь ихэвчлэн хожим нь үнэтэй зохицуулалтын шийдэлд цаг хугацаа, мөнгийг хохирдог.
EMI-ийн чухал түлшүүд: зохион байгуулалт, хажуугийн түвшин, бүрэлдэхүүний сонголтууд
ЭМИ-ийн хувьд автоматжуулалтын системийн шугаман драйверүүд дээр гурван үндсэн хүчин зүйл нөлөөлдөг: физик байршлын геометри, переключение (хүчдлийн түвшин солигдох) хурд, ажилт компонентуудын сонголт. Тус бүр нь шууд электромагнит багтаамж (ЭМБ)-т нөлөөлдөг, харин муу оптимизацийн үр дүнд стандартын дагуу хийгдсэн туршилтын протоколын дагуу цацраг идэвхт үүсгэл 20–40 дБ хүртэл нэмэгдэж болзоо.
Цацраг идэвхт ЭМИ-ийн хяналтын тулд гүрвэлдүүр талбайг хамгийн бага байлгах ба газархүүрхүүний бүтэн бүтэлдүүр
Цахилгаан түгээмэл шуурганы хэмжээ нь ерөнхийдөө урсгал дугуйны хэмжээ томрох, шилжих үед давтамжийн гармоник илүү ихэрч өсөх тусам нэмэгддэг. Зураг жолооч сүлжээтэй ажиллахдаа эдгээр асуудалтай бүлэгүүд нь эргэлтэд орох конденсаторуудтай хослуулсан хүчлийн MOSFET, тэдгээрийн хариуцсан буцах замд холбогдсон хөдөлгүүрний үе шат, ойрхон байгаа bootstrap компонентуудтай харилцан үйлчлэх хаалганы жолоо Эдгээр бүс нутгийг хянаж чаддаг хэмжээгээр бага байлгахын тулд инженерүүд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хаана байгааг анхааралтай бодож, илүү сайн хяналт тавихын тулд олон давхаргатай PCB загваруудад ханддаг. Нөхөн зориулсан газарт нисэх онгоц бий болгох нь эргэлтийн дагуу маш их шаардлагатай бага импидантын буцах замыг бий болгоход тусалдаг. Энэ нь маш чухал юм. Энэ нь өндөр урсгалтай замын доор ямар ч хаалга байхгүй байх нь чухал юм. Учир нь энэ нь бүх төрлийн хөрсний асуудал үүсгэж болно. 1 МГц-ээс дээш давтамжтай үед газар нутгийн хязгаарт тавигдсан ямар нэгэн зүйл нь маш том ялгааг бий болгодог. Индуктансыг зөвхөн нэг цэгтэй холболттой харьцуулахад хагас хувиар багасдаг.
шугаман драйверын топологийн хурдан шилжих зангилаанаас үүсэх dI/dt-д нөлөөлсөн нийттөр гүйдлийн хөдөлгөөн
Шилжих үед хурдан гүйдлийн шилжилт (dI/dt) паразит багтаалтуудаар нийттөр хөдөлгөөний хөвөртөм үүсгэнд — түүнд дрейн-источник зангилаа, трансформаторын ороолмүүд, дулаан сүүлдүүлэгч холболтууд тусгайлан орно. Шилжилтийн хурд нэмэгдэх тутам хөвөртөмийн амплитуд ба холбогдож чадах чадвар нэмэгдд:
| Шилжилтийн хурд | Хөвөртөмийн амплитуд (Vpk) | Холбогдож чадах зам |
|---|---|---|
| 10 А/нс (дарагдаж) | 0.5 | MOSFET-дрейн дулаан сүүлдүүлэгчтой холбогдож чадах зам |
| 100 А/нс (хурдан) | 3.2 | Трансформаторын ороолмүүд цөмтэй холбогдож чадах зам |
Энэ хөвөртөм шасси холболтуудаар ба кабельд дамжин тархид. Үр дүнтэй саархуулалтын арга нь хаалтны эсүртүүдийн тусламжтай захиалгат ирмүүдийн хурдыг хянах, а також нийттөр гүйдлийн хохиргоор 2 МГц-с дээш 25 дБ-с илүү хохирго үзүүлд. Хамгаалттай хос хүрхрүүлсэн хөдөлгүүрийн утас хамгаалтгүй хувилбаруудаас багадаа 18 дБ-р талбайн холбогдож чадах чадварыг бүүр бүүр бууруулд.
Автоматжуулалтын системийн шугаман драйверуудын баталгаажуулсан саархуулалтын арга
PCB түвшинд ашиглах техник: Оптимал хуримтлал, хамгаалах аргуудын болон CM/DM дуу чимээг ялгах
PCB-г загварчлахдаа, тохиромжтой хөрсний түвшинд олон давхаргатай хуримтлалыг ашиглах нь бүлэглэлийн талбайг ойролцоогоор 60% -иар бууруулж болно. Эдгээр хурдан дохионы шугамд хамгаалах аргыг нэмж өгөх нь IEEE EMC нийгэмлэгийн 2023 оны судалгаагаар 40 дБ-ийн дотор дуудлага дуудлага дуудлаганы асуудлыг бууруулдаг. 1 МГц-ээс дээш давтамжийн хувьд CM болон DM дуу хоолойны замыг ялгаж ялгах нь маш чухал болж байна. Учир нь гармоник нь бид хэвийн байдлаар өөр өөр дуу хоолойны эх үүсвэр гэж үздэг зүйлсийг эвдэрч эхэлдэг. Орон сууцны / гаралтын цэгт феррит шороон нь стратегийн байрлалтай их хэмжээний конденсатор болон бага хэмжээний өндөр давтамжтай конденсатортой нийлүүлсэн тохиолдолд сайн ажилладаг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсэг нь үйлдвэрлэгчид зайлсхийж байгаа энэ таагүй дуулгын дээд цэгүүдийг хянахэд тусалдаг. Учир нь тэд бодит хэрэглээний үед EMI-ийн асуудал хэр өндөр зардалтай болохыг мэддэг. Зарим судалгаагаар эдгээр асуудлууд нь компаниудад дунджаар 740 мянган долларын өртөгтэй болж, янз бүрийн салбарт нөлөөлж байна.
Детал-түвшний новаторство: Шугаман драйверын ИС-үүд дээр интеграцилан суулгасан идэвхгүй шүүлтүүрүүд ба багтаасан ферритүүд
Сүүлийн үеийн шугамын жолооч IC-үүд нь одоо багц дотор нь шингэн, нанокристаллын ферритүүдтэй байдаг. Энэхүү загварын өөрчлөлт нь салбар ёсны тусдаа хэсгээс хийсэн аргаар харьцуулахад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сүслэхэд шаардлагатай орон зайг 80 орчим хувиар бууруулдаг. Энэ нь чипээс гаднах нэмэлт утасны улмаас үүссэн халдварт паразит идэвхитэй үйл ажиллагааг хийх шаардлагагүй болно гэсэн үг юм. Энэ нь яг үнэндээ хурдацтай эрчим хүчний өөрчлөлтийн улмаас үүссэн дарамттай даралтын өсөлтийн гол шалтгаан юм. Үйлдвэрлэгчид энэ талбарт харж байгаагаар, эдгээр шинэ чипүүд нь 2.4 Мхц-ийн шилжилтийн хурдтай ажиллахдаа цахилгаан магнитын саадт 30 дБ хүртэл багасдаг. Үр дүнд нь юу болсон бэ? PLC удирдлагатай хөдөлгөөнт хэрэгсэл нь нэмэлт гадаад филтрлэх бүрэлдэхүүн хэсэг шаардлагагүйгээр CISPR 11 A ангиллын стандартыг хялбархан давж чадна. Асуудалтай орчны талаар ярихад, дулааны удирдлагыг анхааралтай зохион бүтээсэн тул эдгээр төхөөрөмжүүд 105 градус дулаан хүртэл найдвартай ажилладаг. Энэ нь ихэвчлэн хөдөлгүүрний удирдлагын шкаф орших цээцэр орон зайд тохиолддог.