Hoe doorbranden van een LED processor videoport voorkomen?

Onlangs gaf een LED display de volgende foutmelding: ‘een inputport van de processor herkent niet het signaal’ Het apparaat werd voor onderzoek teruggebracht de oorzaak van het probleem bleek een beschadiging van de chip of de port waar die op is aangesloten. Om uit te sluiten dat de processor zelf de oorzaak is, is dit eerst onderzocht. Nadat hieruit bleek dat de processor zelf niet het probleem is, blijft de vraag over waarom dat wel de processorchipport en de beschermingschip zijn beschadigd.

Elektrostatische ontlading en tegenmaatregelen

De meest voorkomende oorzaak van schade aan elektronische onderdelen van een LED scherm is elektrostatische ontlading (electrostatic discharge, ESD). Met name in de winter als we sweaters en andere kleding dragen die gevoelig is voor statische elektriciteit, kan het lichaam soms duizenden volts aan statische elektriciteit genereren. Het direct aanraken van de processorport zou dan een vonk kunnen veroorzaken die dit onderdeel beschadigd.

Strategie om dit probleem te vermijden: zorg dat het apparaat dat wordt aangeraakt effectief geaard is zodat de statische elektriciteit wordt afgevoerd wanneer  de processor of andere apparatuur worden aangeraakt. Raad het apparaat ( bijvoorbeeld een videowall )pas aan als dit relatief veilig is.

Met het oog op schade door elektrostatische ontlading aan onderdelen van het moederbord wordt iedere input- en outputpin van de processor voorzien van een TVS tube (Transient voltage suppressor) ter bescherming.

Echter, een voorwaarde voor een maximale bescherming door een TVS tube is effectieve aarding, aangezien een gewoon apparaat voor gegevensbescherming het andere uiteinde is. Het een statisch hoogspanningstoegangspunt tot de gegevens, dat onmiddellijke beveiliging tegen kortsluiting biedt, dat wordt afgeleid via de aardleiding, waardoor de achterkant het beschermingsapparaat geen schade ondervindt.

Figuur 1S chema beschermingselement

Schade door lekstroom

Lekstroom van het apparaat kan ervoor zorgen dat de chip doorbrandt. Maar eerst, wat bedoelen we met lekstroom.

Een wisselstroomvoeding heeft, om interferentie te verminderen, een corresponderend EMI filter circuit. Door de aanwezigheid van een EMI circuit is heeft de wisselstroom voeding een kleine grondstroom gevolgd door een krachtiger stroom, hetgeen de lekstroom is.

Bij processoren, als de behuizing niet geaard is of geen aardlijn heeft, zal de behuizing, als het apparaat op de voeding is aangesloten een spanning hebben van 110 V, die men bij aanraking van de metalen behuizing als een trilling kan voelen. Als dan de processor en op een niet geaarde bron wordt aangesloten en de signaalkabel eerst contact maakt met de gegevenspin  (bij ongewone omstandigheden), kan dit leiden tot doorbranden van de chip,  de moederboard port naar de chip, beschermingscomponenten en PCB.

Tegenmaatregelen

1. Het beste is nog altijd aarding van de processor en de bron met een aardlijn en grondimpedantie naar de grond met een multimeter of zonder AC. Er is dan geen probleem, zelfs niet bij aansluiting van de elektrische plug.
2. Als een effectieve geaard stopcontact niet voorhanden is, is het beter om de signaalkabel eerst aan te sluiten en daarna de spanningskabel. Sluit niet een signaalkabel aan als het systeem is aangesloten op elektriciteit.

Neem het volgende schema als voorbeeld: LVP605 wordt verbonden met de computermonitors met een gegevenskabel naar de kaart en vervolgens wordt het apparaat aangesloten op de spanning.