加固TFT-LCD電磁兼容技術研究

史志偉

（南京國電南自電網自動化有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著科學技術的不斷發展，電子產品數量不斷增多。基于電磁兼容性特征，要全面評估軟件程序設計等工作，實現電磁兼容技術的全周期處理，提升電子元件的應用水平，實現經濟效益和安全效益的和諧統一。

1 加固TFT-LCD概述

在干擾源、耦合路徑、敏感源同時滿足的情況下，就可能會產生電磁干擾。之所以要進行電磁兼容設計，就是為了有效避免電磁干擾造成的影響，維持良好的控制效果并整合具體的應用模式。目前，較為常見的電磁干擾分為傳導型干擾和輻射型干擾。傳導型干擾主要由電源線、接地線、信號線等形成，從外殼直接進入到薄膜晶體管液晶顯示器（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD）設備內[1]。而對應的輻射型干擾，則是由TFT-LCD外殼的通風孔、通信口、電纜等非理想型接口區域產生。需要注意的是，TFT-LCD內也會出現干擾耦合的問題，受到來自導線、低頻場或是高頻場的干擾后，也會使整體設備的應用穩定性受損。

在電磁環境較為復雜的情況下，為了避免電磁干擾對TFT-LCD產生影響，就要結合加固TFT-LCD的具體要求確保實時性控制工作的規范性[2]。在加固TFT-LCD的過程中，要滿足控制功能的基本要求，如圖1所示。

圖1 加固TFT-LCD控制功能

與此同時，加固TFT-LCD不僅要對模塊自身光電參數予以優化，而且也要保證加固TFT-LCD處理工序結束后符合相應的工作指標。加固后TFT-LCD工作指標如表1所示[3]。

表1 加固后TFT-LCD工作指標

2 加固TFT-LCD電磁兼容設計內容

為了保證電磁兼容設計的規范性，要從電路、結構以及工藝等方面入手，確保能減少系統內部自身產生的電磁干擾現象，從根本上提高系統外部抗電磁干擾的能力。整合干擾控制技術要素，從接地處理、屏蔽處理以及濾波處理等方面落實完整的設計應用控制模式。

2.1 電路設計

圍繞電磁兼容技術的應用要求，從電路層面開展具體設計工作，先確定電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）的干擾源。為了保證TFT-LCD的抗干擾效果，需要尋找指定的EMI天線，從而評估具體情況，以便屏蔽所有可能的EMI源，并結合實際情況逐步對潛在EMI天線予以處理[4]。目前常用的抗干擾技術包括濾波技術、布局和布線技術、屏蔽技術、接地技術以及密封技術等，其中接地處理是最有效的干擾抑制方式。

從電磁兼容的角度對實時性應用控制效果予以分析，多數電磁干擾問題的產生都源于地線處理不當。電流本身具有連續性特質，當地線連在一起的狀態下，電流依據其流動性形成地線回路，回路中不僅包括電阻、電感，還涉及雜散電容，這就使得電流流動狀態下自發形成了電壓降。由于加固TFT-LCD工作體系中的中低頻量較大且多數采取單點接地方式，因此構建由背光源逆變器電路、夜視背光源電路、視頻圖形陣列（Video Graphics Array，VGA）視頻轉換卡等組成的電路運行模式[5]。此外，借助物理隔離的方式減少受到干擾的電路或元器件。在實際測定后發現，電磁干擾和距離的平方成反比例關系，距離增加會使干擾大大降低。基于此，結合加固TFT-LCD具體標準，對線路和元器件的布線等環節予以監督，從而有效避免干擾源對電路產生的干擾，降低系統故障率。布線過程中，結合干擾靈敏度和自身功率參數完成分類化布置。

在加固TFT-LCD處理過程中，結合電磁兼容的具體要求，可以在電源線上安裝濾波器。加裝濾波器前、后的電流變化如圖2所示。

圖2 濾波器對電流的影響

由圖2可知，加裝濾波器后耦合電流參數出現了較為明顯的變化。加裝處理非常簡單，將直流電源線輸入端插入EMI濾波器即可，濾波器能有效抑制通過直流電源線傳導的電磁干擾信號，更好地提升加固TFT-LCD的應用效能，維持較為合理的控制模式。最關鍵的是，在抑制設備本身產生干擾信號的同時，還能避免干擾信號回竄到電網中。在濾波器選擇過程中，則要充分考量漏電流、額定電流以及絕緣電阻等基礎參數[6]。

2.2 結構設計

在加固TFT-LCD機殼設計過程中，要對模塊組件、電源、溫控電路以及殼體等進行集中管理，確保對應的抗干擾水平能滿足應用要求和標準。

2.2.1 顯示模塊

加固TFT-LCD顯示模塊抗干擾能力較好，在電磁兼容設計處理環節中要對內部電磁輻射予以控制，保證光學器件產生的電磁輻射都能得到有效控制和管理，提升統籌應用的規范性[7]。

2.2.2 敏感電路

利用外殼屏蔽和縫隙屏蔽相結合的處理方式，有效完成EMI的抑制處理。從電源和信號源進行干擾的實時性管控，配合屏蔽處理、過濾處理以及接地處理等方式實現電路的有效抗干擾隔離，提升敏感電路的抗干擾水平。

2.2.3 殼體

配合密封屏蔽技術在殼體位置完成電磁封閉操作，利用外殼各個部分的電磁接觸維持電磁控制的規范性，提升殼體的整體屏蔽效能。在處理工序結束后，還要保證通風孔、接縫位置以及空間走線位置等都能符合布局的基本要求。與此同時，外殼結構上的面板、面殼以及后蓋都要對搭接位置予以集中處理。一旦接縫位置存在灰塵等，就會增加接觸電阻，導致導電性下降，低頻時會出現嚴重的電磁泄漏現象。為了減少縫隙，需要利用電磁密封圈，確保殼體能形成良好的屏蔽回路[8]。

在加固TFT-LCD殼體屏蔽設計處理環節，針對孔隙也要進行處理，確保開孔作業滿足質量要求和規范。操作人員要在開孔作業開始前對孔結構的直徑、壁厚等基礎參數予以分析和評估，全面了解屏蔽效能影響的具體情況。在機殼開孔工作結束后，屏蔽體會不連續產生電壓差，此時屏蔽效能就會呈現出下降的趨勢，對應的泄漏情況和開口的尺寸參數、波阻抗參數、干擾源頻率參數息息相關。為了全面提升應用水平，需要規避開口尺寸為波長一半時產生的天線效應，保證開孔孔徑最小化，在提升孔間距的同時優化屏蔽效能[9]。材料厚度對EMI的影響如圖3所示。

圖3 材料厚度對EMI的影響

2.3 材料選擇

要想從根本上降低EMI對加固TFT-LCD造成的影響，就要選取適當的屏蔽材料。低頻電磁干擾屏蔽效能分析體系中，反射損耗對整體電磁兼容效果起決定作用，一般選取反射損耗較大的材料，例如銅質、鎳質以及高導電率材料。鎳質材料實物圖如圖4所示。而在高頻電磁干擾屏蔽分析體系中，要對吸收損耗予以控制，選取低磁阻和高導電率的材料。加固TFTLCD殼體的過程中，需要在維持強度的同時保證電磁屏蔽體應用的可控性，一般選取鋁合金材料。為了優化其應用磁性，也可以在殼體外鍍鎳層，同時在內壁貼敷高導磁率屏蔽材料[10]。

圖4 鎳質材料實物圖

3 結 論

總而言之，加固TFT-LCD電磁兼容技術的落實要貫徹全過程規范標準，維持電路設計、結構設計以及材料選取等工作的規范性，確保能最大程度上提高抗干擾水平，為提升元件的應用質量奠定堅實的基礎。