电子说
某设备总装完成后,在实际车是性能过程中,功能无异常,但是发现一个现象,当语音报警声响起时,线路中的你个气路电磁阀芯的阀插中的指示灯会随着语音点亮,并伴随语音的大小,而出现明暗变化,状若呼吸灯。
因为功能无异常,所以基本可以判断在硬线上没有短路,为防止虚接,依然对电路进行了断电电阻测量,测量均符合要求,没有短路或虚接现象。通过反复的测试,和故障重现,我们可以发现,该现象仅与语音有相关性,其他驱动信号对其基本无影响,至少指示灯点亮现象发生。
对相关线路进行分析,首先是线束图,分析线束的走向及相关连接位置。
从线束图中可以看出,电磁阀与喇叭线路由大约6米的重叠走线区域,喇叭线路已经采用了双绞线,就是为了防止脉冲信号的干扰,系统中一共有两个喇叭,一个是30W,一个是10W,两个喇叭的线束均与电磁阀线束有重叠,喇叭线束均以采用带有屏蔽层的双绞线。根据现象及经验分析,此现象应为电磁干扰。
线束已经完成敷设,无法再次改制,于是需要通过其他手段处理,首先为了加强屏蔽效果,对屏蔽层进行二次接地,将其接地点与电磁阀接地点放置到一个地方,然后再转接到主接地位置。再次进行测试,灯光依然存在,但明显变得微弱。显然不符合预期目标。
分析该现象成因:
当音乐的振荡信号从导线中流过,会在导线周围形成强弱变化的感生磁场,处于这种变化磁场中的导线,就会被动的完成切割磁感线的运动,在导线中产生感应电动势,由于电磁阀是线圈,类似于电感器,就形成了储能装置,于是同样有感生电流产生,加上重叠区域较长,电磁场的变化和强度也比较大,所以形成的电动势和电流也相对较为明显,在电磁阀中的LED小灯,对电压的要求不高,对电流的变化比较敏感,0.5mA就可以点亮,较暗环境下,还是很清晰的。加上磁场的变化,电流也就不断变化,就形成了呼吸灯效果。
磁场的变化,类似于导线在不断的进行进入磁场和离开磁场的运动。不仅如此,并排布置的导线,会有分布电容存在,电流的变化,其实就是电荷的变化,这种变化又会在相邻导线中吸引电荷,产生电势差,对平行导线起到充电和放电的作用,相应的也会加强导线中的干扰。这类电荷影响一般不大,微电子领域是主要研究阵地,像开放式的场合,我们的负载工作都是几十毫安或者安培级别的,干扰的产生的几微安的电流完全就是毛毛雨。
不过我们电路中的指示灯刚好属于对微弱电流比较敏感的元件,于是切割磁场产生的微弱电流就具备了驱动能力,点亮了小灯。
我把电磁干扰的分布电容和切割磁场的电流,等效为了基础元件,用电路图进行了绘制,然后进行了适当的简化,由于没有进行过相关方面的学习,不知道绘制的是否合理,但觉得可以用来理解此类现象,切割磁场产生的电流我使用了电阻和电感来代替,分布电容使用了电容。阀芯使用了电感器,小灯是二极管。
通过这个电路我们分析,要想把电路中的高频振荡电流去除,同时不影响电路正常工作,其实就是增加一路滤波电路就好了,因为电路的驱动是直流,所以增加一个电容器来作为旁路,就可以很好的滤去干扰电流了。
对电路进行实际测试,接入一个小的电容器后,LED小灯完全不亮了,动作电磁阀也没有影响。至此故障排除,现象消失。
使用电路仿真app进行大致仿真。
这是干扰情况下的电压情况,仅是大致说明问题,不必深究电气严格对照。交流源是24V的,这边的电压是153mV。
这是我们添加旁路电容后的现象,明显电压降低到了3mV。
这是添加电容前后的比较,旁路电容的作用还是很明显的。但是若是实际电路中,操作还是要注意的,如果线圈的前后是控制器,就要考虑控制器是否能够承受由于线圈和电容断电产生的振荡脉冲。
责任编辑人:CC
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