01、問題現象描述

某液晶顯示屏模塊電源單板，搭配系統整機進行±4KV電快速脈沖群（EFT）測試時，出現畫面顯示黑屏，背光仍然正常點亮，聲音輸出也正常的現象。技術支援工程師在現場確認是液晶屏時序電路控制板上AVDD電壓輸出異常，模塊電源單板所有輸出電壓均保持正常狀態，初步判定為液晶屏時序控制電路板受到干擾而引發其工作狀態異常。

當異常現象出現時，拔插液晶顯示屏的連接線纜，相當于將液晶屏的電路重新上電，不良現象消失。基本確認是液晶屏時序控制電路板受EFT脈沖干擾，出現工作異常所致。

圖1：液晶時序控制電路板電壓異常處

圖2：系統內部原理框圖

02、問題現象分析

同樣的系統整機使用其它廠商電源模塊單板，EFT測試出現問題概率非常低；同時也確認使用相同廠商生產的另一個型號的電源模塊單板，EFT測試時出現問題的概率也低于目前使用的電源單板，問題指向電源模塊單板問題。 

目前系統整機使用的液晶屏時序控制板是廠家批量生產的產品，且已經搭配其它系統整機批量出貨，其它客戶未反饋EFT測試出現黑屏現象。與屏廠家深入溝通，而屏廠回復此款產品已經量產很久，其它客戶未反饋問題；所以屏廠判定屏本體沒有問題，不同意從屏本體上對策。

 在EFT測試時，AC輸入端共模電感處存在拉弧放電現象，同時伴隨異響，使用競爭對手廠家的電源模塊單板則沒有這種現象。

圖3：共模電感放電齒拉弧放電

共模電感處拉弧現象分析如下：

EFT試驗過程中，發現共模電感處拉弧放電現象只出現N&L線同時對地的情況下，N&L線同時對地注入干擾時，即共模干擾；共模注入時，共模電感共模阻抗較大，共模電流流過時兩端產生較高的電位差，高壓通過共模電感的放電齒擊穿空氣拉弧放電，放電過程產生電火花，即是異音現象。

共模電感的放電齒設計初衷是防止雷擊浪涌測試時，雷擊浪涌電流沖擊損壞共模電感，通過放電齒拉弧放電短路共模電感，避免雷擊浪涌峰值電流損壞共模電感，達到保護共模電感的目的。放電齒保護共模電感的同時，在擊穿空氣放電的瞬間產生較高的瞬態電流，瞬態電流會引起地電位的巨大波動，同時也伴隨較高的電磁場干擾。

圖4：共模電感放電齒拉弧放電機理分析圖

03、問題產生機理分析

顯示黑屏問題影響因素分析如下：

畫面顯示黑屏時，屏信號控制電路板的輸出信號正常，說明控制電路板卡本身抗干擾能力是符合要求的。屏時序控制電路板受到EFT干擾的路徑：可能是通過時序控制電路板與屏信號控制板之間的FFC連接線纜耦合，也可能是通過時序控制電路板與驅動信號控制板之間的FFC線纜耦合，還可能是參考地電位波動引起屏時序控制電路板的控制芯片工作異常。

信號控制電路板與屏時序控制電路板之間連接的FFC線纜，是采用屏蔽的FFC線纜，且屏蔽層接地也符合基本的設計要求，改變FFC線纜的布線方式、接地方式等對EFT測試結果無任何影響。

液晶屏本身是金屬背板，電源模塊單板接地良好、屏信號控制電路板接地良好、屏時序控制電路板接地良好、屏驅動信號控制板接地良好，初排除系統接地設計問題。    

屏時序控制電路板與屏驅動信號控制板之間連接FFC線纜使用的是非屏蔽線纜，線纜雖然較短，但是信號的參考地平面是屏的金屬背板，高頻環路面積有點稍大。

圖5：系統整機內部布局布線圖

整機內部布局布線合理性分析：

拆整機分析，發現Wi-Fi天線、藍牙天線緊貼在屏時序電路板與屏驅動信號電路板之間的連接FFC線纜布線，且天線靠近AC輸入端布線，EFT測試時AC輸入電源線存在EFT脈沖群產生的噪聲空間輻射，天線容易接收噪聲。調整Wi-Fi天線、藍牙天線的布線方式使其遠離屏時序電路板與屏驅動信號電路板之間的連接FFC線纜布線。而調整布線后重新進行EFT測試，反復進行多次測試，畫面顯示黑屏的問題消失，測試結果PASS。

圖6：調整后的系統整機內部布局布線圖

圖7：EFT干擾耦合路徑分析圖

04、問題產生根因分析

通過分析試驗驗證，問題產生的根因分析如下：

 電快速脈沖群（EFT）注入的共模電流在共模電感阻抗上產生壓降，當積累電壓達到共模電感放電齒的擊穿電壓時，擊穿空氣產生拉弧放電，并伴隨著異音出現。電快速脈沖群（EFT）注入共模電流在輸入端共模濾波器上產生高壓的同時，在金屬背板產生感應電壓則通過容性耦合到Wi-Fi天線、藍牙天線。

當Wi-Fi天線、藍牙天線緊貼屏時序控制電路板與屏驅動信號電路板之間的FFC線纜布線時，電快速脈沖群（EFT）干擾則天線耦合到FFC線纜上，進入屏時序控制電路板，從而干擾時序控制電路板上敏感電路，導致AVDD電壓輸出異常，引發黑屏現象。

05、問題解決方案

通過分析驗證，擬定問題的解決方案如下：

問題解決方案（一）：

調整系統內部布線方式，使按鍵遙控線材、喇叭線材、Wi-Fi天線、藍牙天線遠離屏時序電路板與屏驅動信號電路板之間的FFC線纜，防止空間耦合。

問題解決方案（二）：

系統內部布線方式維持不變，屏時序電路板與屏驅動信號電路板之間的FFC線纜，由非屏蔽線纜改為屏蔽線纜。

以上兩種方案導入后，進行電快速脈沖群（EFT）測試時，顯示黑屏現象均完全消失，綜合成本、生產工藝控制，最終選擇問題解決方案（一）。

06、案例思考與啟示

電快速脈沖群（EFT）注入的共模電流會在AC輸入端共模濾波器產生噪聲電壓的同時，共模電流流入后級電路也會導致參考地平面電位差的波動；信號從源端到接收端參考地電位的變化，容易導致信號傳輸電平的錯誤，引起系統誤動作。

電快速脈沖群（EFT）高頻電流會產生豐富的磁場輻射，在信號環路中產生感應電流與感應電動勢，尤其是敏感信號環路或者小 信號電流環路，引起其工作狀態的改變及誤動作。電快速脈沖群（EFT）高頻電流在共模阻抗上產生強電場干擾，在高阻抗長距離傳輸信號線上、產生感應電壓，脈沖電壓進入芯片時，芯片會因為過壓保護，或者引起芯片內部敏感電路的誤動作，導致異常現象出現。