수직이송의 핵심장비인 엘리베이터의 운행안전과 안정성은 인력의 안전과 직결됩니다. 엘리베이터 시스템에서 제어 보드는 명령 수신, 모터 구동, 도어 기계 조절 및 기타 주요 작동을 담당하는 "두뇌"입니다. 그러나 엘리베이터 작동 환경에는 많은 양의 전자기 간섭이 있습니다. - 모터 시동-시 발생하는 순간 펄스, 주파수 변환기의 고주파- 방사, 외부 전력망의 전압 변동, 같은 건물에 있는 다른 전기 장비의 신호 간섭. 이 모든 것은 제어반 신호 장애, 명령 지연 또는 심지어 고장을 유발하여 엘리베이터 급정지 및 잘못된 문 열림과 같은 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 엘리베이터 제어반의 EMC 성능은 엘리베이터의 안전한 작동을 보장하는 핵심 지표가 되었습니다.
1, 과제에 직면: 엘리베이터 제어 보드가 직면한 EMC 핵심 요구 사항
엘리베이터 제어반의 EMC 성능은 "간섭 방지" 및 "비{1}}간섭" 요구 사항을 모두 충족해야 합니다. 한편으로는 외부 전자기 간섭에 저항하고 자체 회로의 정상적인 작동을 보장할 수 있어야 합니다. 반면, 자체적으로 생성된 전자기 복사는 간섭을 피해야 하는 센서, 통신 모듈 등과 같은 엘리베이터 시스템의 다른 구성 요소나 주변 장비의 작동에 영향을 미칠 수 없습니다. 처리 관점에서 볼 때 핵심 요구 사항은 세 가지 차원에 집중되어 있습니다.
첫째, 전도성 간섭에 저항하는 능력입니다. 엘리베이터 모터 및 주파수 변환기와 같은 고전력 장비가 작동할 때 전력선을 통해 제어 보드에 고주파 간섭 신호를 전송합니다.- 제어 보드의 PCB가 제대로 처리되지 않으면 간섭이 코어 칩에 침입하여 명령 실행 오류가 발생합니다. 다음은 방사선 간섭에 저항하는 능력입니다. 엘리베이터 샤프트 내부의 배선은 조밀하고 제어반과 모터 및 전력선 사이의 거리가 상대적으로 가까워 이러한 선에서 방출되는 전자기 에너지에 취약합니다. 특히 엘리베이터의 고속 작동 중에는-주파수 변환기에서 생성된 고주파 방사선이 제어 보드 케이스를 관통하여 신호 전송을 방해할 수 있습니다. 마지막으로 자가방사선 관리가 있습니다. 제어 보드의 클록 회로와 고속-신호 라인은 작동 중에 전자기 방사선을 생성합니다. 방사선량이 기준치를 초과하면 차량 내 통신 장비 등 엘리베이터의 통신 시스템을 방해할 수 있으며, 심지어 건물 내 다른 전자 장치에도 간섭을 일으킬 수 있습니다.
2, 프로세스 최적화: 엘리베이터 제어반의 EMC 성능을 위한 처리 솔루션
엘리베이터 제어반의 EMC 요구 사항에 대응하여 PCB 레이아웃, 배선, 접지 및 차폐와 같은 주요 측면부터 시작하여 소스로부터 전자파 간섭 위험을 줄이기 위해 전체 프로세스 EMC 최적화 프로세스를 만듭니다.
(1) 레이아웃 계획: 간섭 결합을 줄이기 위한 과학적 구역 지정
PCB 레이아웃은 EMC 보호의 기초이며 합리적인 레이아웃은 서로 다른 회로 모듈 간의 간섭 결합을 크게 줄일 수 있습니다. 우리는 "기능적 구역화" 레이아웃 원칙을 채택하여 제어 보드를 세 가지 주요 영역으로 나눕니다. "강한 전기 영역"에는 모터 구동 회로, 전력 모듈 등이 포함되고, "약한 전기 영역"에는 코어 칩, 신호 처리 회로 등이 포함되며, "통신 영역"에는 RS485 통신 인터페이스, 무선 모듈 등이 포함됩니다. 강한 전기 회로에서 약한 전기 회로로 간섭 신호가 직접 방사되는 것을 방지하기 위해 각 구역 간에 충분한 안전 거리를 유지하십시오. 동시에, 수정 발진기 및 클록 칩과 같은 고주파수 부품은 ADC 아날로그--디지털 변환 칩 및 센서 인터페이스와 같은 민감한 부품에서 멀리 떨어져 있어야 하며, 전력 필터링 커패시터 및 디커플링 커패시터는 칩 전원 핀 근처에 배치되어 "로컬 전원 공급 루프"를 형성하고 전력선의 간섭 전도를 줄여야 합니다.
(2) 배선 과정: 신호 전송 간섭의 정밀한 제어
배선 프로세스는 -간섭 방지 기능과 신호의 방사 수준에 직접적인 영향을 미칩니다. 제어칩과 주파수 변환기 사이의 통신선과 같은 고속-신호선의 경우 선로의 특성 임피던스를 계산하여 "임피던스 매칭" 배선-을 사용하고 배선의 폭, 두께, 기준 접지면과의 거리를 제어하여 임피던스 편차가 ±10% 이내로 제어되도록 하고 신호 반사로 인한 간섭을 방지합니다. 동시에 "차동 분배 라인" 프로세스는 인코더 신호 및 센서 신호와 같은 민감한 신호를 처리하는 데 사용되므로 차동 쌍을 동일한 길이, 등거리 및 병렬로 배열할 수 있으며 차동 신호의 반공통 모드 간섭 특성을 활용하여 외부 방사선 간섭을 상쇄할 수 있습니다. 또한, 전원 및 접지선의 배선을 엄격하게 관리해야 합니다. - 전원선에는 넓은 동박을 사용하여 선로 임피던스를 줄이고 전류 변동으로 인한 간섭을 최소화해야 합니다. 접지선은 "별 접지" 또는 "구역 접지" 방법을 채택하여 강한 전류 접지, 신호 접지 및 차폐 접지를 분리하여 서로 다른 접지 회로 간의 간섭 전류 누화를 방지합니다.
(3) 접지 및 차폐: 전자파 보호 장벽 구축
접지는 전자기 간섭을 억제하는 핵심 수단입니다. PCB 접지 처리를 최적화하여 제어 보드의 간섭 방지 기능을 향상합니다.- 다-레이어 PCB 처리에서는 모든 접지 핀을 접지면에 직접 연결하고 접지 경로를 단축하며 접지 저항을 줄이고 간섭 전류를 신속하게 방전하기 위해 전용 "접지면"이 설정됩니다. 주파수 변환기 인터페이스 회로와 같이 고주파-주파수 간섭이 강한 영역에는 "어레이를 통한 접지" 방식을 사용하여 해당 영역 주변에 접지 비어를 촘촘하게 배열하고 "전자기 차폐벽"을 형성하여 고주파 간섭이 외부로 방사되거나 침입하는 것을 방지합니다.-
또한 외부의 강한 전자기 간섭 시나리오를 위해 제어 보드의 핵심 칩 영역과 같은 민감한 영역에 "금속 차폐 커버"를 사용하는 PCB 레벨 차폐 처리 솔루션-을 제공합니다. 차폐 커버는 전도성 접착제를 통해 PCB 접지면에 단단히 연결되어 외부 방사 간섭을 20dB 이상 감쇠할 수 있는 완전한 전자기 차폐 공동을 형성합니다. 동시에 PCB의 전원 인터페이스, 통신 인터페이스 및 기타 인터페이스 부분에 공통 모드 인덕터 및 안전 커패시터와 같은 EMC 필터링 구성 요소가 설치되어 필터링 회로를 통한 전도성 간섭을 억제하고 외부 간섭이 인터페이스를 통해 제어 보드에 들어갈 수 없도록 보장합니다.
3, 품질 관리: EMC 성능 준수에 대한 전체 프로세스 검증
엘리베이터 제어반의 EMC 성능은 운영 안전과 직접적인 관련이 있습니다. 따라서 우리는 각 제어 보드가 국제 IEC61800-3 엘리베이터 전기 장비 EMC 표준 및 GB/T17799.2와 같은 관련 국내 표준을 준수하도록 "완제품 처리 사전 계획"을 다루는 전체 프로세스 EMC 품질 관리 시스템을 구축했습니다.
초기 계획 단계에서는 전문 EMC 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 PCB 레이아웃 및 배선에 대한 사전 시뮬레이션 분석을 수행하고 전자기 간섭 시나리오를 시뮬레이션하며 잠재적인 EMC 위험을 사전에 식별하고 솔루션을 최적화합니다. 가공 중에 접지 비아의 용접 품질, 차폐 커버의 설치 평탄도, 필터링 구성 요소의 용접 신뢰성과 같은 주요 공정 매개변수가 엄격하게 제어됩니다. AOI 자동 광학 검사, X-선 검사 및 기타 장비를 통해 가상 용접 및 잘못된 용접이 없도록 용접이 보장되고 접지 연결이 견고합니다.
완제품 테스트 단계에서 제어 보드는 포괄적인 테스트를 위해 전문 EMC 실험실로 보내집니다. 모든 테스트 항목이 표준 요구 사항을 충족하는 경우에만 제어 보드가 배송될 수 있으므로 고객에게 배송되는 제품은 안정적인 EMC 성능을 갖습니다.