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      如何解決中小尺寸觸摸屏的電磁干擾問題

      Author:HongKa    View:1310    Time:2016-1-5
      充電器干擾
      觸摸屏干擾的另一個潛在來源是電源供電手機充電器的開關電源。干擾通過手指耦合到觸摸屏上,如圖5所示。小型手機充電器通常有交流電源火線和零線輸入,但沒有地線連接。充電器是安全隔離的,所以在電源輸入和充電器次級線圈之間沒有直流連接。然而,這仍然會通過開關電源隔離變壓器產生電容耦合。充電器干擾通過手指觸摸屏幕而形成返回路徑。



      注意:在這種情況下,充電器干擾是指設備相對于地的外加電壓。這種干擾可能會因其在直流電源和直流地上等值,而被描述成“共模”干擾。在充電器輸出的直流電源和直流地之間產生的電源開關噪聲,如果沒有被充分濾除,則可能會影響觸摸屏的正常運行。這種電源抑制比(PSRR)問題是另外一個問題,本文不做討論。
      充電器耦合阻抗
      充電器開關干擾通過變壓器初級-次級繞組漏電容(大約20pF)耦合產生。這種弱電容耦合作用可以被出現在充電器線纜和受電設備本身相對分布式地的寄生并聯電容補償。拿起設備時,并聯電容將增加,這通常足以消除充電器開關干擾,避免干擾影響觸摸操作。當便攜式設備連接到充電器并放在桌面上,并且操作人員的手指僅與觸摸屏接觸時,將會出現充電器產生的一種最壞情況的干擾。
      充電器開關干擾分量
      典型的手機充電器采用反激式(flyback)電路拓撲。這種充電器產生的干擾波形比較復雜,并且隨充電器不同而差異很大,它取決于電路細節和輸出電壓控制策略。干擾振幅的變化也很大,這取決于制造商在開關變壓器屏蔽上投入的設計努力和單位成本。典型參數包括:
      波形:包括復雜的脈寬調制方波和LC振鈴波形。頻率:額定負載下40~150kHz,負載很輕時,脈沖頻率或跳周期操作下降到2kHz以下。電壓:可達電源峰值電壓的一半=Vrms/√2。
      充電器電源干擾分量
      在充電器前端,交流電源電壓整流生成充電器高電壓軌。這樣,充電器的開關電壓分量疊加在一個電源電壓一半的正弦波上。與開關干擾相似,此電源電壓也是通過開關隔離變壓器形成耦合。在50Hz或60Hz時,該分量的頻率遠低于開關頻率,因此,其有效的耦合阻抗相應更高。電源電壓干擾的嚴重程度取決于對地并聯阻抗的特性,同時還取決于觸摸屏控制器對低頻的靈敏度。



      電源干擾的特殊情況:不帶接地的3孔插頭
      額定功率較高的電源適配器(例如筆記本電腦交流適配器),可能會配置3孔交流電源插頭。為了抑制輸出端EMI,充電器可能在內部把主電源的地引腳連接到輸出的直流地。此類充電器通常在火線和零線與地之間連接Y電容,從而抑制來自電源線上的傳導EMI。假設有意使地連接存在,這類適配器不會對供電PC和USB連接的便攜式觸摸屏設備造成干擾。圖5中的虛線框說明了這種配置。
      對于PC和其USB連接的便攜式觸摸屏設備來說,如果具有3孔電源輸入的PC充電器插入了沒有地連接的電源插座,充電器干擾的一種特殊情況將會產生。Y電容將交流電源耦合到直流地輸出。相對較大的Y電容值能夠非常有效地耦合電源電壓,這使得較大的電源頻率電壓通過觸摸屏上的手指以相對較低的阻抗進行耦合。
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