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慧聪LED屏网报道 

  小间距LED显示屏正逐步进入新的室内应用领域,如监控中心、会议室、小型展厅、办公室等,因此,安全和干扰的问题不容忽视。本文以一个没有针对EMC设计的产品为实例,对其进行相关的电磁兼容性(EMC)进行测试、分析并进行优化设计,最后总结了针对LED显示屏EMC改进的几种方法。

  【关键词】 EMC;小间距;LED显示屏

  2012-2015年是高密度LED显示屏迅猛发展的三年,预测高密度LED产品的发展将经历三个阶段。第一阶段,进入专业室内大屏幕显示市场。第二阶段,进入商务会议与教育领域,逐步替代投影仪。第三阶段,进入高端家用电视市场。受限于液晶电视的技术,目前110寸以上的大屏幕高端家用电视领域技术缺位,投影技术又难以满足高端用户对观看效果的要求,因此未来小间距LED显示技术有望在该领域取得辉煌战果。

  

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  考虑到高密度LED显示屏将会逐步从专业室内领域过渡进入大众室内,加之人们对自身健康安全的需求日益增强,关系到健康安全的EMC设计与认证显得越来越重要, LED显示屏的EMC设计与改进刻不容缓。

  众所周知,发光二极管是一种低压驱动的半导体光源,以往户外显示屏的交流-直流转换与传输均在户外完成,距离人群较远。而当高密度LED显示屏逐步进入户内后,我们不得不考虑这一过程中电磁辐射在有限空间内的累积。

  为了深入研究LED显示屏的EMC,选取某LED显示屏制造厂商的P2.5显示模组进行相关的测试,以验证我们的分析,并找到针对LED显示屏EMC最有效的设计与改进方法。

  

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  遵照IEC和CISPR标准,样品测试项分为EMI和EMS两大类。测试结果如下: (1)测验标准: EN55022:2010+AC:2011/CISPR22(2008-09)、 EN61000-6-3:2007/A1:2011/AC:2012,检测结果:传导干扰。 (2)测验标准:EN55022:2010+AC:2011/CISPR22(2008-09)、EN61000-6-3:2007/A1:2011/AC:2012,人人射,检测结果:发射干扰。 (3)测验标准: EN61000-3-2:2006/A2:2009,检测结果:谐波干扰。 (4)测验标准: EN61000-3-3:2013,检测结果:电压变化波动、闪烁干扰。 (5)测验标准: EN 61000-4-2:2009,检测结果:静电放电保护。(6)测验标准: EN 61000-4-3:2006+A2:2010,检测结果:射频电磁场保护。 (7)测验标准: EN 61000-4-4:2004+A1:2010,检测结果:瞬变脉冲保护。 (8)测验标准: EN 61000-4-5:2006,检测结果:浪涌电压保护。 (9)测验标准: EN 61000-4-6:2009,检测结果:传导干扰保护。 (10)测验标准: EN 61000-4-8:2010,检测结果:工频磁场保护。

  

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  由于该LED显示产品本身采用高端的开关电源、设有瞬态电压抑制器、走线规范,从检测结果可以得到除了发射以外,其他各项测试均顺利通过,因此,发射成为了LED显示产品通过EMC认证需要攻克的重点问题。根据以往的测量数据来看, LED显示屏的开关电源、控制卡和内部信号传输都会产生不同程度的电磁辐射。另外, LED显示屏的工作原理是通过调整发光管上电流脉冲的参数来实现高灰度、高刷新,因此,显示屏的刷新率要求越高,系统卡上信号频率也随之提高,产生的辐射干扰就越强,这是显示屏高品质应用的必然结果,也是显示屏最主要的电磁骚扰源之一。

  显示屏内部各种信号电缆输入输出线、电源输入输出线密布,由开关电源和控制卡上的晶振产生的电磁辐射会在内部电缆间相互耦合,形成辐射通道,最终传导出去形成传导干扰,这一部分辐射最易被人们忽略,却是辐射发射的重要组成部分,为此可以采取以下措施进行了实验。

  1 屏蔽

  通过测试,发现模块与系统转接板之间的信号连接扁平电缆是重点整改对象。起初通过增加磁环,尖峰得到了一定的抑制(见图1和图2),但是效果不明显。

  

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  真正发现有明显改善的是扁平电缆的长度,当使用系统转接板带载一块模块,模块输出级联另一块模块,噪声值仅增加0.5至1dB。而系统转接板增加通道,即多带载一块模块后,噪声值增加6至8dB。增加通道时,扁平电缆的长度是级联时长度的1.3倍,而噪声值提高8倍以上。另外,通过数据对比发现,电源线处加磁环,噪声抑制效果十分明显(见图1和图3)。

  2 滤波

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