Como resolver o problema de interferência eletromagnética em telas sensíveis ao toque de pequeno e médio porte

Como resolver o problema de interferência eletromagnética em telas sensíveis ao toque de pequeno e médio porte

Interferência do carregador

Outra fonte potencial de interferência na tela sensível ao toque é a fonte de alimentação comutada do carregador de telefone alimentado pela rede elétrica. A interferência é acoplada à tela sensível ao toque por meio dos dedos, conforme mostrado na Figura 5. Carregadores de celulares pequenos geralmente possuem entradas de linha CA e neutro, mas não têm conexão de aterramento. O carregador é isolado de forma segura, portanto não há conexão CC entre a entrada da rede elétrica e o secundário do carregador. No entanto, isso ainda cria acoplamento capacitivo através do transformador de isolamento da fonte de alimentação chaveada. A interferência do carregador cria um caminho de retorno através de um dedo tocando a tela.

Note: In this context, charger disturbance refers to the applied voltage of the device with respect to ground. This interference may be described as "common mode" interference due to its equivalence at DC power and DC ground. The power switching noise generated between the DC power output of the charger and the DC ground may affect the normal operation of the touch screen if it is not filtered out sufficiently. This Power Supply Rejection Ratio (PSRR) issue is another issue not discussed in this article.
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Impedância de acoplamento do carregador

Os distúrbios de comutação do carregador são acoplados através da capacitância de fuga primário-secundário do transformador (aproximadamente 20pF). Este fraco efeito de acoplamento capacitivo pode ser compensado pela capacitância shunt parasita que aparece no aterramento relativamente distribuído do cabo do carregador e no próprio dispositivo alimentado. Quando o dispositivo é captado, a capacitância shunt aumentará, o que geralmente é suficiente para eliminar a interferência de comutação do carregador, para que a interferência não afete a operação de toque. Uma das piores interferências do carregador ocorre quando o dispositivo portátil é conectado ao carregador e colocado sobre uma mesa com os dedos do operador apenas em contato com a tela sensível ao toque.
Componente de interferência do interruptor do carregador

Um carregador típico de celular usa uma topologia de circuito flyback. A forma de onda de interferência gerada por este tipo de carregador é mais complexa e varia muito com diferentes carregadores, dependendo dos detalhes do circuito e da estratégia de controle da tensão de saída. As amplitudes de interferência também podem variar amplamente, dependendo do esforço de projeto e do custo unitário investido pelo fabricante na blindagem do transformador chaveador. Os parâmetros típicos incluem:

Formas de onda: Incluindo ondas quadradas PWM complexas e formas de onda de toque LC. Frequência: 40~150kHz sob carga nominal, quando a carga é muito leve, a frequência de pulso ou operação do ciclo de salto cai abaixo de 2kHz. Tensão: até metade da tensão de pico da fonte de alimentação =Vrms/√2.
Componente de interferência da fonte de alimentação do carregador

Na extremidade frontal do carregador, a tensão da rede CA é retificada para gerar o trilho de alta tensão do carregador. Desta forma, o componente de tensão de comutação do carregador é sobreposto a uma onda senoidal de metade da tensão de alimentação. Semelhante à interferência de comutação, esta tensão de alimentação também é acoplada através de um transformador de isolamento de comutação. Em 50 Hz ou 60 Hz, a frequência deste componente é muito menor que a frequência de comutação, portanto sua impedância de acoplamento efetiva é correspondentemente maior. A gravidade dos distúrbios na tensão de alimentação depende das características da impedância paralela à terra e também da sensibilidade do controlador da tela sensível ao toque a baixas frequências.

Caso especial de interferência de rede: plugue de 3 pinos sem aterramento
Adaptadores de energia com classificações de potência mais altas (como adaptadores CA para laptop) podem ser equipados com um plugue de alimentação CA de 3 pinos. Para suprimir EMI na saída, o carregador pode conectar internamente o pino de aterramento da fonte de alimentação principal ao aterramento CC da saída. Este tipo de carregador geralmente conecta capacitores Y entre os fios neutro e neutro e o terra para suprimir EMI conduzido da linha de energia. Supondo que exista uma conexão de aterramento intencional, este tipo de adaptador não interferirá em PCs alimentados e dispositivos portáteis com tela sensível ao toque conectados por USB. A caixa tracejada na Figura 5 ilustra esta configuração.

Para PCs e seus dispositivos portáteis com tela sensível ao toque conectados por USB, um caso especial de interferência do carregador ocorre se um carregador de PC com entrada de energia de 3 pinos for conectado a uma tomada elétrica sem conexão de aterramento. O capacitor Y acopla a alimentação CA à saída de aterramento CC. Um valor relativamente grande do capacitor Y acopla a tensão de alimentação de maneira muito eficiente, o que permite que grandes tensões de frequência de alimentação sejam acopladas através de um dedo na tela sensível ao toque com impedância relativamente baixa.