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我国全彩新疆led屏高可靠性设计的六点要求

发布于:2018年06月27日 来源:www.fuhai360.com
[摘要]我国全彩新疆led屏高可靠性设计的六点要求。我国LED显示屏技术近年来得到了极大的发展,许多重大庆典和重要活动采用国产LED显示屏。

我国全彩高可靠性设计的六点要求。我国LED显示屏技术近年来得到了极大的发展,许多重大庆典和重要活动采用国产LED显示屏。例如: 2000年悉尼奥运会、2008年北京奥运会、2009年国庆60周年庆典天安门广场、2010上海世博会、2010广州第16届亚运会、国家大剧院等均采用了大量的国产LED显示屏。这些场合需要高可靠性的LED显示屏,可靠性要求是苛刻的,尤其是要求在某一段时间内不允许有任何故障。众所周知, LED显示屏是一个元器件数量极其庞大的电子产品,不允许有任何故障是有很大难度的。产品的可靠性首先是设计出来的,高可靠性全彩LED显示屏的设计除了满足国家标准、行业标准和企业标准等常规设计要求以外,还需特别关注可靠性的设计要求。

 

我国LED显示屏行业标准,LED显示屏通用规范SJ/TI1141(以下简称《规范》)LED显示屏提出了可靠性要求。其中提出: "LED显示单元平均无故障工作时间MTBF(ml )不低于10000 小时。"即当产品的平均无故障工作时间的真值接近ml 时,标准试验方案将以高概率拒收产品。按照《规范》和《电子测量仪器可靠性试验GB11463,对LED显示屏进行可靠性测定试验,实际上很难实现MTBF 不低于10000 小时这一可靠性要求,更不能满足高可靠性LED显示屏的要求。

 

LED广告屏是一个元器件数量极其庞大的电子产品。一个20 万像素的产品具有上百万个电子元器件、上百平方米的电子线路板、上万付接插件、几百万个焊点和对穿孔。根据可靠性设计理论和国内目前的通用技术方案和可选用的电子元器件及加工质量水平,无论采用可靠性分配技术和可靠性预计方法也都很难实现MTBF 10 OOOh分配和MTBF 10000h 预计。如定义一个显示模组(箱体) (一般为1024 像素)为显示单元,则一个20万像素的显示屏屏体的MTBF 为近100 小时。如此的MTBF 对某一特定时间段显示屏出现故障将是大概率事件。因此我们面临显示屏屏体的实际可靠性较低和用户可靠性的期望较高这对矛盾。解决的方法就是高可靠性显示屏必须采用高可靠性的设计方案和相应的保障体系。

 

高可靠性显示屏设计要求

()设计思路

高可靠性全彩LED显示屏的设计思想为:成熟、可靠、合理、先进。在技术上采用成熟的先进技术:设计上保证所有器件处理降额工作状态:可靠性上采用合理的运行模型:工艺上采用完备的标准;在方案指标上充分考虑合理性,不盲目求无意义的高指标:在发光器件和驱动芯片选择上,采用优质材料:屏体结构上采用模块化、标准化;在元器件配套设备的选择上,考虑优质品牌。整体上充分考虑可靠性。

 

()可靠性要求

采用合理的运行模型、增加并联环节,减少串联环节,采用热备技术和双路自愈结构。由于显示屏的成本和工艺可行性,运行模型不可能全部采用并联模型。并联模型指组成产品相同单元同时工作时,只要有一个单元不发生故障,产品就不会发生故障。因此,显示屏关键部件和器件工作故障率较大的部件采用并联模型,降低故障率,提高可靠性。由于成本和工艺不能实现并联模型的部件,可以采用减小串联模型的规模,减小故障的影响。按照可靠性理论故障影响分为"局部影响""对高一层次的影响""对终的影响"。因此采用各种方式将显示屏中95% 的故障影响锁定在对局部的影响,减少对一层次的影响,将对终影响的概率降为低,并且在产品设计中充分考虑维修性等可靠性要求。

根据上述可靠性理论,显示屏模块、箱体控制卡、屏体供电、开关电源、信号传输系统和播放控制设备的可靠性设计要求如下。

1) 模块

(1)模块内部采用并联运行模型,减小故障影响面积。模块与模块之间采用环路通信技术,某一模块的故障不影响其他模块,也不对高一层次产生影响,即不影响本箱体和其他箱体的正常运行,使显示屏故障的影响小。

(2) 带电调换对其他模块无影响。可以实时排除模块的故障。

(3) 平均修复时间(BTBR) <3 分钟。通过工艺改进、快速定位,在三分钟内能调换一块模块,实现快速排除模块的故障。

2) 箱体控制卡

采用信号环路备份技术,自动检测并备份启动。

由于箱体控制卡采用串联模型,当信号因为箱体控制卡故障导致无法传送时,系统自动检测、定位并启动备份控制卡。如信号仍无法正常传输则环路备份器分两路提供原始信号,即向起始单元控制卡提供信号,同时向后单元控制卡反面提供信号,以保持显示屏正常播放。

3) 屏体供电

屏体供电采用双交流电源输入,失压自动切换,以保证显示屏正常供电-

4) 开关电源

开关电源热备份,失压自动切换。每一个箱体均安装备份开关电源。当系统自动检测到某一开关电源因故障失压时,自动将故障电源供电的模块切换到备份的开关电源上,保证模块正常得电。

5) 信号传输

采用双路自愈结构。

显示屏的所有控制信号和数据信号除模块内部以外的其他场合均采用双路自愈结构,即采用备份自动切换和信号环路备份技术。

6) 显示屏播放控制设备

显示屏播放控制设备的可靠性是系统可靠性的关键部分。所有播放和控制设备具有备份机并同步运行。备份机与显示屏系统的通信线缆处于连接状态。一旦设备出现故障,备份机通过手动切换进入工作状态,保证系统在短的时间内恢复正常工作。

 

()先进性要求

(1) 采用先进的高清影像播放和信号处理系统,保证视频高保真还原。

(2) 采用单点亮度校正技术,即通过调整每个LED的电流脉冲宽度以控制像素亮度,实现整屏的亮度一致。

(3) 单点亮色度校正技术:

(a) 使LED显示屏幕展现出自然界的真实色彩,实现颜色的真实还原。

(b) 使每个像素同种颜色的色坐标之间的误差Lx y<O.003 ,保证LED显示屏色彩还原的均匀一致性。

(4) 逐年消除亮度衰减。

显示屏出厂时大校正白平衡亮度应大于实际使用时的亮度。定期由制造商对亮度进行逐点校正,保证显示屏在运行过程中校正后的臼平衡亮度不低于实际需要的亮度。

 

()系统功能要求

(1) 具有LED逐点亮度和色度校正功能。

(2) 具有LED逐点检测功能和模组故障检测。

(3) 具有开关电源、通信、配电柜故障自动检测和自动切换功能。

(4) 具有控制设备热备份、手动及时切换功能。

(5) 具有屏体温度检测和烟雾报警功能。

(6) 具有自动分级启动、显示屏及相关设备远程控制开关和定时开关功能。

(7) 具有关键设备门锁状态监测和配电箱开门告警功能。

(8) 具有防电网浪涌和雷击功能。

(9) 系统设置必要的安全防护措施,有效防范计算机病毒和非法侵入。

 

()LED显示屏系统配电、防雷及接地

(1) 配电。

每台配电柜内都安装有一套PLC (可编程控制器),对配电柜内的各路电源通断状态进行监控,故障信号可以通过通信线回传到计算机的PLC 监控软件上。显示屏采用PLC 控制分步延时启动的措施,以减小冲击。

通过PLC 实现远程电力监控、箱体内温度和湿度实时监控及自动调节、环境亮度检测、烟雾报警、控制柜开门告警、显示屏箱体开门告警等功能。

(2) 防雷与接地。

显示屏系统应有可靠的接地系统可以保证系统安全,稳定、可靠的运行,保证设备、人身的安全。显示屏系统应有可靠的防雷保护

 

()显示屏主要材料要求

(1) LED发光管。

LED发光管是LED电子屏的关键器件,应采用目前成熟可靠的LED产品。产品特点:稳定性好,离散性小。

ESD 指标高:HBM 大于4000V

衰减幅度小: 1000 小时小于5%

耐压能力强: Vr=10V Ir<2uA

亮度、波长、角度一致性高。

配光效果佳:完美的配光曲线。

可抵御温差、潮湿和紫外线,适用于户外环境。

(2) 箱体。

整体采用钢板或铝材,采用开门结构。箱体顶部采用销钉和底部采用导向套,保证箱体问精确定位。箱体整体防护符合IP66 标准。箱体结构要充分考虑散热。

(3) 开关电源。

显示屏供电采用通过认证的著名品牌开关稳压电源模块,所有的开关电源都经过严格的测试、筛选、老化。确保完全符合国际安全及质量认证要求,以适应显示屏长期稳定可靠工作的要求。在额定工作条件下,确保使用寿命大于10 年。

(4) 接插件。

接插件是系统中的重要连接器件。应采用优质接插件产品,以保证接插件的纯金镀层的厚度,保持佳的电气连接性能。保证系统在高温、高湿环境下良好的电气连接性能,可以使系统长期稳定可靠地运行。

(5) 电路板。

电路板采用阻燃环氧板材,设计布局合理,走线规范,满足电磁兼容性和电路稳定性的要求。加工厂家应选择知名厂家生产的产品。

(6) 驱动芯片IC 器件。

驱动电路采用国际著名品牌的恒流驱动芯片。在大温度范围内,保持高精度的恒定电流输出和高可靠性,能使显示屏的均匀性和可靠性显著改善。显示系统主要材料应通过CE FCC 、叽、CCC 等认证。

 

做好可靠性试验,建立故障报告和纠正措施系统

可靠性试验是对产品的可靠性进行调查、分析和评估的一种手段,通过可靠性试验发现产品设计、元器件、零部件、原材料和工艺方面的缺陷,以便采取有效的纠正措施,使产品可靠性增长。对主要元器件、组件、部件等进行100%的环境应力筛选试验,以剔除由不良器件、零部件或工艺缺陷引起的产品早期故障。这些试验对于LED发光管、印刷线路板、接插件、风扇和开关电源等部件的筛选和选型是非常有效的。箱体(尤其结构防水等)必须进行可靠性增长试验,暴露产品薄弱环节,发现故障、分析并纠正故障(改进设计),以提高产品的可靠性。可靠性增长试验通过试验-分析,改进.再试验,非常有效地发现设计中的缺陷,尤其是结构和维修性上的缺陷。可靠性分析是对显示屏所有可能的故障、故障模式进行分析,确定每种故障模式对产品的影响,并按故障模式的严酷度及其发生概率确定其危害性,提出可能采取的预防改进措施,以提高产品可靠性。重视产品的维修性,确定合理的平均修复时间(MTTR) 以缩短停机时间来提高产品的可用性。总之,做好可靠性

试验,建立故障报告和建立纠正预防措施系统是提高显示屏可靠性的有效手段和保证。以上的乌鲁木齐会展搭建知识就先介绍到这里了,以后我们会定期为大家分享关于新疆专业灯光音响租赁的相关知识,同时也希望需要该产品的朋友可以随时关注我们的网站,我们会为您提供更详细的问题解答。