Jak rozwiązać problem zakłóceń elektromagnetycznych małych i średnich ekranów dotykowych

Jak rozwiązać problem zakłóceń elektromagnetycznych małych i średnich ekranów dotykowych

Zakłócenia ładowarki

Another potential source of touchscreen interference is the switching power supply of the mains-powered phone charger. Interference is coupled to the touch screen through fingers, as shown in Figure 5. Small cell phone chargers usually have AC line and neutral inputs, but no ground connection. The charger is safety isolated so there is no DC connection between the mains input and the charger secondary. However, this still creates capacitive coupling through the switching power supply isolation transformer. Charger interference creates a return path through a finger touching the screen.

Uwaga: W tym kontekście zakłócenie ładowarki odnosi się do przyłożonego napięcia urządzenia względem masy. Zakłócenia te można określić jako zakłócenia „w trybie wspólnym” ze względu na ich równoważność przy zasilaniu prądem stałym i masie prądu stałego. Szum przełączania zasilania generowany pomiędzy wyjściem prądu stałego ładowarki a uziemieniem prądu stałego może mieć wpływ na normalne działanie ekranu dotykowego, jeśli nie zostanie wystarczająco odfiltrowany. Problem współczynnika odrzucenia zasilacza (PSRR) to kolejna kwestia, która nie została omówiona w tym artykule.
Shenzhen Hongjia Technology Co., Ltd. specjalizuje się w opracowywaniu i produkcji pojemnościowych ekranów dotykowych i rezystancyjnych ekranów dotykowych o przekątnej od 1,14 do 10,1 cala, które można dostosować do wymagań klienta, w tym zmienić rozmiar szklanej osłony ekranu dotykowego i materiał szkła , kabel ekranu dotykowego, układ scalony sterownika ekranu dotykowego itp., mogą zapewnić pełny proces łączenia OCA i proces łączenia ramek, ekran dotykowy produkowany przez naszą firmę ma dobre działanie przeciwzakłóceniowe, wysoką niezawodność, dobrą czułość, długą żywotność i trwałość.
Impedancja sprzężenia ładowarki

Zakłócenia przełączania ładowarki są sprzężone poprzez pojemność upływową transformatora pierwotnego i wtórnego (około 20 pF). Ten słaby efekt sprzężenia pojemnościowego można skompensować pasożytniczą pojemnością bocznikową, która pojawia się we względnie rozproszonej masie kabla ładowarki i samego zasilanego urządzenia. Po podniesieniu urządzenia pojemność bocznika wzrośnie, co zwykle wystarcza do wyeliminowania zakłóceń przełączania ładowarki, tak aby zakłócenia nie wpływały na obsługę dotykową. Jedno z najgorszych zakłóceń ze strony ładowarki ma miejsce, gdy urządzenie przenośne jest podłączone do ładowarki i ustawione na stole tak, aby palce operatora stykały się wyłącznie z ekranem dotykowym.
Element zakłócający przełącznika ładowarki

Typowa ładowarka do telefonu komórkowego wykorzystuje topologię obwodu typu flyback. Przebieg zakłóceń generowany przez tego rodzaju ładowarki jest bardziej złożony i różni się znacznie w przypadku różnych ładowarek, w zależności od szczegółów obwodu i strategii kontroli napięcia wyjściowego. Amplitudy zakłóceń mogą również znacznie się różnić, w zależności od wysiłku projektowego i kosztu jednostkowego zainwestowanego przez producenta w ekran transformatora przełączającego. Typowe parametry obejmują:

Przebiegi: w tym złożone fale prostokątne PWM i przebiegi dzwonienia LC. Częstotliwość: 40 ~ 150 kHz przy obciążeniu znamionowym, gdy obciążenie jest bardzo małe, częstotliwość impulsów lub cykl pomijania spada poniżej 2 kHz. Napięcie: do połowy napięcia szczytowego zasilacza = Vrms/√2.
Składnik zakłócający zasilacza ładowarki

Na przednim końcu ładowarki napięcie sieciowe prądu przemiennego jest prostowane w celu wygenerowania szyny wysokiego napięcia ładowarki. W ten sposób składowa napięcia przełączającego ładowarki nakłada się na sinusoidę o wartości połowy napięcia zasilania. Podobnie jak w przypadku zakłóceń przełączania, to napięcie zasilania jest również sprzężone poprzez przełączający transformator izolujący. Przy 50 Hz lub 60 Hz częstotliwość tego elementu jest znacznie niższa niż częstotliwość przełączania, więc jego efektywna impedancja sprzęgania jest odpowiednio wyższa. Nasilenie zaburzeń napięcia zasilania zależy od charakterystyki impedancji równoległej do masy, a także od wrażliwości sterownika z ekranem dotykowym na niskie częstotliwości.

Szczególny przypadek zakłóceń w sieci: wtyczka 3-pinowa bez uziemienia
Zasilacze o większej mocy (takie jak zasilacze do laptopów) mogą być wyposażone w 3-pinową wtyczkę prądu przemiennego. Aby stłumić zakłócenia elektromagnetyczne na wyjściu, ładowarka może wewnętrznie połączyć styk uziemiający głównego zasilacza z masą prądu stałego na wyjściu. Ten typ ładowarki zwykle łączy kondensatory Y pomiędzy przewodami gorącym i neutralnym oraz masą, aby stłumić przewodzone zakłócenia elektromagnetyczne z linii energetycznej. Zakładając, że istnieje celowe połączenie z masą, ten typ adaptera nie będzie kolidował z zasilanymi komputerami PC i przenośnymi urządzeniami z ekranem dotykowym podłączonymi przez USB. Przerywana ramka na rysunku 5 ilustruje tę konfigurację.

W przypadku komputerów stacjonarnych i przenośnych urządzeń z ekranem dotykowym podłączonych do portu USB szczególny przypadek zakłóceń ładowarki występuje, gdy ładowarka komputerowa z 3-pinowym wejściem zasilania jest podłączona do gniazdka elektrycznego bez uziemienia. Kondensator Y łączy zasilanie prądu przemiennego z wyjściem uziemienia prądu stałego. Stosunkowo duża wartość kondensatora Y bardzo skutecznie sprzęga napięcie zasilania, co pozwala na sprzęganie dużych napięć o częstotliwości zasilania za pomocą palca na ekranie dotykowym przy stosunkowo niskiej impedancji.