某設備總裝完成后,在實際車是性能過程中,功能無異常,但是發現一個現象,當語音報警聲響起時,線路中的你個氣路電磁閥芯的閥插中的指示燈會隨著語音點亮,并伴隨語音的大小,而出現明暗變化,狀若呼吸燈。
因為功能無異常,所以基本可以判斷在硬線上沒有短路,為防止虛接,依然對電路進行了斷電電阻測量,測量均符合要求,沒有短路或虛接現象。通過反復的測試,和故障重現,我們可以發現,該現象僅與語音有相關性,其他驅動信號對其基本無影響,至少指示燈點亮現象發生。
對相關線路進行分析,首先是線束圖,分析線束的走向及相關連接位置。
從線束圖中可以看出,電磁閥與喇叭線路由大約6米的重疊走線區域,喇叭線路已經采用了雙絞線,就是為了防止脈沖信號的干擾,系統中一共有兩個喇叭,一個是30W,一個是10W,兩個喇叭的線束均與電磁閥線束有重疊,喇叭線束均以采用帶有屏蔽層的雙絞線。根據現象及經驗分析,此現象應為電磁干擾。
線束已經完成敷設,無法再次改制,于是需要通過其他手段處理,首先為了加強屏蔽效果,對屏蔽層進行二次接地,將其接地點與電磁閥接地點放置到一個地方,然后再轉接到主接地位置。再次進行測試,燈光依然存在,但明顯變得微弱。顯然不符合預期目標。
分析該現象成因:
當音樂的振蕩信號從導線中流過,會在導線周圍形成強弱變化的感生磁場,處于這種變化磁場中的導線,就會被動的完成切割磁感線的運動,在導線中產生感應電動勢,由于電磁閥是線圈,類似于電感器,就形成了儲能裝置,于是同樣有感生電流產生,加上重疊區域較長,電磁場的變化和強度也比較大,所以形成的電動勢和電流也相對較為明顯,在電磁閥中的LED小燈,對電壓的要求不高,對電流的變化比較敏感,0.5mA就可以點亮,較暗環境下,還是很清晰的。加上磁場的變化,電流也就不斷變化,就形成了呼吸燈效果。
磁場的變化,類似于導線在不斷的進行進入磁場和離開磁場的運動。不僅如此,并排布置的導線,會有分布電容存在,電流的變化,其實就是電荷的變化,這種變化又會在相鄰導線中吸引電荷,產生電勢差,對平行導線起到充電和放電的作用,相應的也會加強導線中的干擾。這類電荷影響一般不大,微電子領域是主要研究陣地,像開放式的場合,我們的負載工作都是幾十毫安或者安培級別的,干擾的產生的幾微安的電流完全就是毛毛雨。
不過我們電路中的指示燈剛好屬于對微弱電流比較敏感的元件,于是切割磁場產生的微弱電流就具備了驅動能力,點亮了小燈。
我把電磁干擾的分布電容和切割磁場的電流,等效為了基礎元件,用電路圖進行了繪制,然后進行了適當的簡化,由于沒有進行過相關方面的學習,不知道繪制的是否合理,但覺得可以用來理解此類現象,切割磁場產生的電流我使用了電阻和電感來代替,分布電容使用了電容。閥芯使用了電感器,小燈是二極管。
通過這個電路我們分析,要想把電路中的高頻振蕩電流去除,同時不影響電路正常工作,其實就是增加一路濾波電路就好了,因為電路的驅動是直流,所以增加一個電容器來作為旁路,就可以很好的濾去干擾電流了。
對電路進行實際測試,接入一個小的電容器后,LED小燈完全不亮了,動作電磁閥也沒有影響。至此故障排除,現象消失。
這是干擾情況下的電壓情況,僅是大致說明問題,不必深究電氣嚴格對照。交流源是24V的,這邊的電壓是153mV。
這是我們添加旁路電容后的現象,明顯電壓降低到了3mV。
這是添加電容前后的比較,旁路電容的作用還是很明顯的。但是若是實際電路中,操作還是要注意的,如果線圈的前后是控制器,就要考慮控制器是否能夠承受由于線圈和電容斷電產生的振蕩脈沖。
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