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超低温情况下驱动IC损坏的原因

发表时间:2019-09-20 22:47

  针对LED显示模组的具体应用情况分析,在LED显示模组里,温度特性最差的是电解电容。目前,普通的电解电容一般标称值为零下40度,在零下40度或更低温度的时候,电解电容的特性会变得很差甚至会完全失效。这是由于在零下40度或更低温度的时候,电解电容的电解液粘度变大甚至会出现结晶现象。

  正常情况下,LED模组上电压为5V, 在OE信号的开关作用下,电源电压会有波动,最高值在5.37V左右。而没有电解电容的LED模组,在OE信号的控制下,电源上出现很高的毛刺,最高电压达到10.8V甚至更高。这个电压已经大大超过了IC电源正常所允许的电压,目前的恒流源驱动的逻辑部分工作电压为5V,要求电源上不能出现超过7V的毛刺。高压毛刺会导致IC内部逻辑部分的MOS器件击穿,从而导致IC失效。

  1: 针对特别寒冷的地区,模组上采用或加装 -55度的低温电解电容,这样在零下40-45度时(查阅气象资料,近年东北的部分区域,冬季最冷的时候最低温度在-40到-45度之间),电容仍能正常工作。另外,钽电容具有非常好的低温特性,针对气候寒冷地区的显示屏,可以在LED模组上加装1-2个钽电容,以保证低温下良好的滤波特性。

  2. 在显示屏内加装温控装置和空调或加热装置。温控系统确保显示屏在超低温状态下无法开机。在冬天严寒天气时,在显示屏开机之前,通过空调系统或加热装置,提前一段时间(1-2个小时),对显示屏内部进行加热,使屏内温度在零下25度以上,然后再打开显示屏电源。

  3. 在单元模组PCB上或电源接线柱上加一个瞬态电压抑制二极管(Transient Voltage Suppressor)简称TVS。TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当模组在超低温电容失效的情况下,TVS二极管能吸收高压毛刺,避免板上器件受到损坏。TVS二极管的钳位电压可以选择在7.0V左右。

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