一, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের তিনটি উপাদান এবং প্রচারের পথ
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (ইএমআই) গঠনের জন্য একই সাথে তিনটি উপাদানের প্রয়োজন: হস্তক্ষেপের উত্স, সংযোগ পথ এবং সংবেদনশীল সরঞ্জাম। শিল্প পরিবেশে, হস্তক্ষেপের সাধারণ উত্সগুলির মধ্যে রয়েছে:
বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল: এর PWM মডুলেশন দ্বারা উত্পন্ন হারমোনিক কারেন্ট (2-50kHz) পাওয়ার লাইনের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়, যখন আউটপুট কেবল উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ (100kHz-30MHz) বিকিরণ করার জন্য একটি অ্যান্টেনা গঠন করে।
মোটর সিস্টেম: ব্রাশ কম্যুটেশন (1-100MHz) দ্বারা উত্পন্ন বৈদ্যুতিক স্পার্ক বিকিরণ, সেইসাথে ওয়াইন্ডিং কারেন্টের পরিবর্তনের কারণে চৌম্বক ক্ষেত্রের ওঠানামা (50Hz এবং এর হারমোনিক্স)।
ওয়েল্ডিং মেশিন: আর্ক ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার সময় উত্পন্ন উচ্চ-তীব্রতা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক পালস (0.1-10MHz) দশ মিটার পর্যন্ত বিকিরণ করতে পারে।
ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন ডিভাইস: ওয়াই ফাই/ব্লুটুথ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড (2.4GHz/5GHz) LCD কন্ট্রোল সার্কিটের সংবেদনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের সাথে ওভারল্যাপ করে।
হস্তক্ষেপ নিম্নলিখিত পথের মাধ্যমে এলসিডি সিস্টেমকে আক্রমণ করে:
পরিবাহী কাপলিং: বাহক হিসাবে শক্তি এবং সংকেত লাইন ব্যবহার করে, হস্তক্ষেপ সরাসরি সার্কিটে ইনজেকশন করা হয়।
রেডিয়েশন কাপলিং: স্পেস ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ অ্যান্টেনা প্রভাবের মাধ্যমে PCB ওয়্যারিং বা সংযোগকারীগুলিতে হস্তক্ষেপ ভোল্টেজ প্ররোচিত করে।
সাধারণ ইম্পিডেন্স কাপলিং: গ্রাউন্ডিং সার্কিটে একটি সাধারণ প্রতিবন্ধকতা রয়েছে, যা ডিভাইসগুলির মধ্যে হস্তক্ষেপ কারেন্ট প্রবাহিত করে।
2, সুরক্ষা প্রযুক্তি সিস্টেম নির্মাণ
1. শিল্ডিং ডিজাইন: ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের প্রচারকে ব্লক করে
মেটাল শেল শিল্ডিং: অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় বা গ্যালভানাইজড স্টিল প্লেট শেল ব্যবহার করে, যার পুরুত্ব 1.5 মিমি এর চেয়ে বেশি বা সমান হয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, একটি রাসায়নিক যন্ত্র প্রস্তুতকারক শেল গঠনকে অপ্টিমাইজ করে 30MHz-1GHz ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে 40dB-এর বেশি একটি শিল্ডিং দক্ষতা অর্জন করেছে। মূল নকশা পয়েন্ট অন্তর্ভুক্ত:
শিল্ডিং বডির ধারাবাহিকতা: শেল গ্যাপের প্রস্থ 0.1 মিমি এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত এবং বৈদ্যুতিক সংযোগের জন্য পরিবাহী প্যাড বা স্প্রিং প্লেট ব্যবহার করা উচিত।
অ্যাপারচার নিয়ন্ত্রণ: তাপ অপচয়ের ছিদ্রগুলি একটি মধুচক্র নকশা গ্রহণ করে, যার অ্যাপারচার λ/20 এর চেয়ে কম বা সমান (যেখানে λ হল সর্বোচ্চ হস্তক্ষেপ ফ্রিকোয়েন্সি তরঙ্গদৈর্ঘ্য)।
ডিসপ্লে উইন্ডো প্রসেসিং: ITO পরিবাহী কাচ ব্যবহার করুন (সারফেস রেজিস্ট্যান্স 10 Ω/□ এর থেকে কম বা সমান) বা ধাতব মেশ শিল্ডিং, 85% এর থেকে বেশি বা সমান হালকা ট্রান্সমিট্যান্স সহ।
অভ্যন্তরীণ শিল্ডিং বিচ্ছিন্নতা: সংবেদনশীল সার্কিট মডিউলগুলির জন্য স্থানীয় শিল্ডিং প্রয়োগ করুন:
প্রধান নিয়ন্ত্রণ চিপ: কপার ফয়েল শিল্ডিং কভার ব্যবহার করে, গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স 10m Ω এর কম বা সমান।
পাওয়ার মডিউল: সুইচের শব্দ দমন করতে DC-ডিসি কনভার্টারের চারপাশে চৌম্বকীয় রিং ইনস্টল করুন।
সিগন্যাল ইন্টারফেস: শিল্ডেড কানেক্টর ব্যবহার করুন (যেমন D-সাব টাইপ), এবং পিসিবি গ্রাউন্ড প্লেনে শিল্ডিং লেয়ার 360 ডিগ্রী সোল্ডার করুন।
2. ফিল্টারিং প্রযুক্তি: পরিচালিত হস্তক্ষেপ দমন
পাওয়ার এন্ড ফিল্টারিং: এলসিডি পাওয়ার ইনপুট এন্ডে একটি ইএমআই ফিল্টার ইনস্টল করুন, সাধারণ প্যারামিটার প্রয়োজনীয়তা সহ:
সন্নিবেশ ক্ষতি: 150kHz-30MHz ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে 40dB এর থেকে বেশি বা সমান
রেট করা বর্তমান: লোডের প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী নির্বাচন করুন, একটি 20% মার্জিন রেখে
লিকেজ কারেন্ট: 1mA এর কম বা সমান (IEC 60950 নিরাপত্তা মান অনুযায়ী)
একটি গাড়ির যন্ত্রের একটি কেস স্টাডি দেখায় যে দুটি-পর্যায়ের এলসি ফিল্টার ব্যবহার করার পরে, পাওয়ার লাইনে পরিচালিত হস্তক্ষেপ 45dB μV থেকে 20dB μV-এ কমে যায়৷
সিগন্যাল লাইন ফিল্টারিং: RGB/LVDS এর মতো ভিডিও সিগন্যাল লাইনের জন্য, ফিল্টারিংয়ের জন্য সাধারণ মোড চোক কয়েল (CMCC) এবং ডিফারেনশিয়াল মোড ক্যাপাসিটরের সংমিশ্রণ ব্যবহার করা হয়:
CMCC ইন্ডাকট্যান্স: 100-1000 μH (সংকেত ফ্রিকোয়েন্সির উপর ভিত্তি করে নির্বাচিত)
ডিফারেনশিয়াল ক্যাপাসিট্যান্স: 0.1-1 μF (X2 টাইপ নিরাপত্তা ক্যাপাসিটর)
3. গ্রাউন্ডিং সিস্টেমের অপ্টিমাইজেশান
একক পয়েন্ট গ্রাউন্ডিং কৌশল: কম- ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে (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), PCB মাল্টি-লেয়ার বোর্ড ডিজাইন একটি সম্পূর্ণ গ্রাউন্ড প্লেন স্থাপনের জন্য গৃহীত হয়:
গ্রাউন্ড প্লেন সেগমেন্টেশন: ডিজিটাল গ্রাউন্ড এবং এনালগ গ্রাউন্ড একটি 0 Ω প্রতিরোধক বা চৌম্বক পুঁতির মাধ্যমে একক বিন্দুতে সংযুক্ত থাকে।
গ্রাউন্ডিং এর মাধ্যমে: PCB এর প্রতি বর্গ ইঞ্চি 0.5 মিমি এর চেয়ে বড় বা সমান ব্যাস সহ কমপক্ষে একটি গ্রাউন্ডিং ব্যবস্থা করা উচিত।
গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স কন্ট্রোল: নিশ্চিত করুন যে গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স 4 Ω এর থেকে কম বা সমান নিচের ব্যবস্থাগুলির মাধ্যমে:
গ্রাউন্ডিং ইলেক্ট্রোডের সংখ্যা বাড়ান (অন্তত 3)
রেজিস্ট্যান্স রিডুসার ব্যবহার করুন (প্রতিরোধীতা 5 Ω· মি এর থেকে কম বা সমান)
নিয়মিতভাবে গ্রাউন্ডিং প্রতিরোধের পরীক্ষা করুন (প্রতি ত্রৈমাসিকে একবার প্রস্তাবিত)
4. PCB বিরোধী-হস্তক্ষেপ নকশা
লেআউট অপ্টিমাইজেশান:
কী সিগন্যাল রাউটিং: ঘড়ি এবং ভিডিও সিগন্যাল লাইনের দৈর্ঘ্য λ/20 এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত (যেখানে λ হল সিগন্যাল তরঙ্গদৈর্ঘ্য)।
পাওয়ার/গ্রাউন্ড প্লেন: একটি 4-স্তর বোর্ড গঠন (সিগন্যাল গ্রাউন্ড পাওয়ার সিগন্যাল) গ্রহণ করে, পাওয়ার প্লেনটি গ্রাউন্ড প্লেনের সাথে শক্তভাবে মিলিত হয়।
ডিভাইস লেআউট: এনালগ সার্কিট এবং ডিজিটাল সার্কিটগুলি 5 মিমি এর চেয়ে বড় বা সমান ব্যবধান সহ পৃথক জোনে সাজানো হয়।
তারের স্পেসিফিকেশন:
ডিফারেনশিয়াল রাউটিং: লাইন প্রস্থের দ্বিগুণ ব্যবধান সহ সমান দৈর্ঘ্য (ত্রুটি 50mil এর কম বা সমান) বজায় রাখুন।
সার্পেন্টাইন রাউটিং: ঘড়ির সংকেত বিলম্বের মিলের জন্য ব্যবহৃত হয়, যার প্রশস্ততা লাইনের প্রস্থের 3 গুণ বেশি বা সমান এবং ব্যবধান লাইন প্রস্থের 5 গুণ বেশি বা সমান।
ফিল্টার ক্যাপাসিটর বিন্যাস: 0.1 μF সিরামিক ক্যাপাসিটর চিপ পাওয়ার পিনের কাছে অবস্থিত (3 মিমি থেকে কম বা সমান), এবং 10 μF ট্যান্টালাম ক্যাপাসিটর পাওয়ার ইনলেটে সাজানো হয়েছে।
3, সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন কেস বিশ্লেষণ
কেস 1: পেট্রোকেমিক্যাল যন্ত্রের বিরোধী হস্তক্ষেপ নকশা
একটি নির্দিষ্ট অয়েলফিল্ড মনিটরিং সিস্টেমের এলসিডি ওয়েল্ডিং অপারেশনের সময় অস্বাভাবিক ডিসপ্লে দেখায়। বিশ্লেষণের পরে, এটি পাওয়া গেছে যে:
হস্তক্ষেপ উত্স: 1-10MHz ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক পালস ওয়েল্ডিং মেশিন দ্বারা উত্পন্ন
প্রচারের পথ: LCD ভিডিও সংকেত লাইনের সাথে স্পেস রেডিয়েশন
সমাধান:
সিগন্যাল লাইনের বাইরের স্তরে একটি ফেরাইট চৌম্বকীয় বলয় (μr=1000) যোগ করুন
ভিডিও ইন্টারফেস ডিভিআই-ডি ডিজিটাল ইন্টারফেসে পরিবর্তন করা হয়েছে (ডিফারেন্সিয়াল ট্রান্সমিশনের জন্য শক্তিশালী অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ ক্ষমতা সহ)
শেলের ফাঁকে পরিবাহী রাবার পেস্ট করুন (আয়তনের প্রতিরোধ ক্ষমতা 0.01 Ω· সেন্টিমিটারের কম বা সমান)
বাস্তবায়নের পরে, ওয়েল্ডিং অপারেশন চলাকালীন সিস্টেমটি এখনও স্থিরভাবে প্রদর্শন করতে পারে এবং ত্রুটির হার 10 ⁻³ থেকে 10 ⁻⁶ এ কমে গেছে।
কেস 2: ইন্টেলিজেন্ট ম্যানুফ্যাকচারিং ইকুইপমেন্টের জন্য টাচ স্ক্রিনের অপ্টিমাইজেশন
মোটর স্টার্টআপের সময় একটি নির্দিষ্ট সিএনসি মেশিন টুলের টাচ স্ক্রিন দুর্ঘটনাক্রমে স্পর্শ করে এবং রোগ নির্ণয়ের ফলাফল হল:
হস্তক্ষেপের উত্স: সার্ভো মোটর কারেন্টে আকস্মিক পরিবর্তনের কারণে চৌম্বক ক্ষেত্রের ওঠানামা (50Hz এবং এর হারমোনিক্স)
প্রচারের পথ: ক্যাবিনেটের ধাতু কাঠামোর মাধ্যমে সাধারণ মোডের হস্তক্ষেপ তৈরি করুন
সমাধান:
টাচ চিপের পাওয়ার সাপ্লাইতে একটি π - ধরনের ফিল্টার যোগ করুন (L=100 μH, C=0.1 μF)
ক্যাবিনেটটি নন-চৌম্বকীয় স্টেইনলেস স্টিল উপাদান দিয়ে তৈরি (μr ≈ 1)
টাচ স্ক্রিন এবং ক্যাবিনেটের মধ্যে ইনসুলেশন প্যাড যোগ করুন (ব্রেকডাউন ভোল্টেজ 10kV এর চেয়ে বেশি বা সমান)
সংস্কারের পরে, স্পর্শ সংবেদনশীলতা তিনগুণ বৃদ্ধি পেয়েছে এবং মিথ্যা স্পর্শের হার 15% থেকে 0.5% এ হ্রাস করা হয়েছে।
