如何解決觸摸屏的電磁干擾問題
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(chǎn)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(chǎn)生。這種弱電容耦合作用可以被出現(xiàn)在充電器線纜和受電設備本身相對分布式地的寄生并聯(lián)電容補償。拿起設備時,并聯(lián)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(xiàn)充電器產(chǎn)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(chǎn)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(jié)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(shù)包括:
波形:包括復雜的脈寬調(diào)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(lián)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(nèi)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
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