EMC และ EMI ในจอแสดงผล LED: สิ่งที่ผู้ซื้อจำเป็นต้องรู้ก่อนใช้งาน

EMC และ EMI หมายถึงอะไรจริงๆ

การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)​หมายถึงสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าที่ไม่ต้องการซึ่งอุปกรณ์ปล่อยออกมา-ไม่ว่าจะทางอากาศ (การแผ่รังสี) หรือตามสายไฟ (การปล่อยก๊าซที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดผลิต EMI ในระดับหนึ่ง คำถามก็คือว่าระดับนั้นอยู่ภายในขอบเขตที่ป้องกันการรบกวนอุปกรณ์โดยรอบหรือไม่

ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC)​คือวินัยที่กว้างขึ้น อุปกรณ์ที่สอดคล้องกับ EMC- มีทั้ง:

• ควบคุมการปล่อยมลพิษ- จะไม่ส่งเสียงเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้ และ
• ภูมิคุ้มกันต่อการรบกวนจากภายนอก- ยังคงทำงานได้อย่างถูกต้องเมื่อสัมผัสกับ EMI จากแหล่งอื่น

จอแสดงผล LED มีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษในการอภิปรายของ EMC เนื่องจากเป็นการรวมแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง- วงจรพัลส์-การมอดูเลตความกว้าง (PWM) เพื่อการควบคุมความสว่าง -สายส่งข้อมูลความเร็วสูง และเสาอากาศทางกายภาพขนาดใหญ่- เช่น โครงสร้าง (โครงตู้และสายเคเบิล) แต่ละสิ่งเหล่านี้อาจเป็นแหล่งที่มาหรือเหยื่อของ EMI

เหตุใดจอแสดงผล LED จึงเป็นแหล่ง EMI ที่สำคัญได้

การสลับพาวเวอร์ซัพพลาย

ตู้แสดงผล LED ใช้สวิตช์-แหล่งจ่ายไฟโหมด (SMPS) ซึ่งทำงานที่ความถี่สวิตชิ่งโดยทั่วไประหว่าง 50 kHz ถึงหลายร้อย kHz แต่ละรอบการสลับจะสร้างความถี่ฮาร์มอนิกที่สามารถแผ่กระจายหรือนำออกไปด้านนอกได้หากไม่ได้รับการกรองอย่างเหมาะสม

การหรี่แสงแบบ PWM

ความสว่างในจอแสดงผล LED ควบคุมโดยการเปิดและปิด LED ด้วยความเร็วสูง-วิธีการที่เรียกว่าการปรับความกว้างพัลส์- เวลาที่เพิ่มขึ้นและลดลงอย่างรวดเร็วของการเปลี่ยนผ่านสวิตช์เหล่านี้จะสร้างเนื้อหาฮาร์มอนิกแบบบรอดแบนด์ ที่อัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้นและระดับสีเทาที่ลดลง เอฟเฟกต์นี้จะเด่นชัดที่สุด

สายเคเบิลยาว

สายเคเบิลข้อมูลที่เชื่อมต่อกับตู้ ระบบควบคุม และตัวประมวลผลวิดีโอสามารถทำหน้าที่เป็นเสาอากาศ ทั้งแผ่ EMI ออกไปด้านนอกและรับการรบกวนจากสิ่งแวดล้อม ในการติดตั้งขนาดใหญ่ที่มีตู้หลายสิบตู้ การจัดการสายเคเบิลจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของ EMC

โครงตู้

โครงสร้างทางกลของตู้แสดงสินค้า หากไม่ได้ยึดติดกับพื้นทั่วไปอย่างเหมาะสม ก็สามารถทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบที่แผ่รังสีได้ ความต่อเนื่องของการต่อสายดินระหว่างตู้ที่เชื่อมต่อถึงกันถือเป็นลักษณะการติดตั้งพื้นฐานแต่มักถูกมองข้าม

มาตรฐานการรับรองที่เกี่ยวข้อง

ตลาดที่ต่างกันต้องการการรับรองที่แตกต่างกัน มาตรฐานอ้างอิงทั่วไปสำหรับจอแสดงผล LED คือ:

คลาส A กับคลาส B(FCC / CISPR): ข้อจำกัดของคลาส B นั้นเข้มงวดกว่าและใช้กับสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัย คลาส A ใช้กับการตั้งค่าเชิงพาณิชย์/อุตสาหกรรม จอแสดงผลที่ได้รับการรับรองเฉพาะคลาส A เท่านั้นไม่ควรติดตั้งในอาคารที่พักอาศัยหรือ-การพัฒนาแบบใช้ผสมซึ่งมี-อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อสัญญาณอยู่ใกล้ๆ

มาตรฐานภูมิคุ้มกัน(IEC 61000-4 series) กล่าวถึงความสามารถของจอแสดงผลในการทนต่อการรบกวนจากภายนอก- รวมถึงการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) ภาวะไฟฟ้าชั่วครู่ที่เร็ว แรงดันไฟกระชาก และสนามความถี่วิทยุที่แผ่ออกมา การทดสอบภูมิคุ้มกันมักจะมองเห็นได้น้อยในเอกสารข้อมูล แต่มีความสำคัญในสภาพแวดล้อมที่มีอุปกรณ์เชื่อม ลิฟต์ หรือเครื่องส่งสัญญาณวิทยุกำลังสูงในบริเวณใกล้เคียง

สถานการณ์จริงที่ EMC มีความสำคัญ

สนามบินและสถานีขนส่ง: สภาพแวดล้อมเหล่านี้ประกอบด้วยระบบนำทาง การสื่อสาร และระบบความปลอดภัยที่ทำงานในช่วงความถี่ที่กว้าง การปรับใช้จอแสดงผลที่ไม่เป็นไปตาม-ใกล้กับอุปกรณ์วิทยุที่มีความละเอียดอ่อนอาจทำให้เกิดปัญหาด้านกฎระเบียบหรือการหยุดชะงักในการปฏิบัติงาน

สตูดิโอออกอากาศและการผลิต: ระดับเสียง LED และจอแสดงผลสตูดิโอทำงานใกล้กับกล้อง ระบบไมโครโฟนไร้สาย และอุปกรณ์เครื่องเสียง EMI จากวงจรสลับการแสดงผลสามารถรบกวนช่องสัญญาณเสียงหรือคลื่นความถี่ไร้สายได้

การค้าปลีกและการต้อนรับ: แม้ว่าข้อกำหนดของ EMC จะเข้มงวดน้อยกว่าในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ จอแสดงผลที่ติดตั้งใกล้กับ-ระบบ-จุดขาย เครื่องชำระเงินแบบไร้สัมผัส หรือระบบสินค้าคงคลัง RFID อาจส่งผลต่อความน่าเชื่อถือหากระดับ EMI ไม่ได้รับการควบคุม

สิ่งอำนวยความสะดวกทางการแพทย์: นี่เป็นหมวดหมู่ที่ละเอียดอ่อนที่สุด การปฏิบัติตาม EMC ในสภาพแวดล้อมด้านการดูแลสุขภาพอยู่ภายใต้มาตรฐานเฉพาะ (IEC 60601-1-2) จอแสดงผล LED ในล็อบบี้ของโรงพยาบาล ห้องรอ หรือพื้นที่วินิจฉัยจะต้องได้รับการตรวจสอบตามข้อกำหนดเหล่านี้โดยอิสระ

สิ่งที่ควรมองหาเมื่อประเมินผลิตภัณฑ์

1. ตรวจสอบขอบเขตการรับรองเครื่องหมาย CE หรือ FCC บนเอกสารไม่ได้หมายความว่ามีการทดสอบการกำหนดค่าที่ติดตั้งแบบเต็มโดยอัตโนมัติ ยืนยันว่าการรับรองครอบคลุมรุ่นตู้ แหล่งจ่ายไฟ และระบบควบคุมเฉพาะที่คุณตั้งใจจะนำไปใช้- ไม่ใช่เพียงโมดูลเดียวที่ทดสอบแบบแยกส่วน

2. สอบถามเกี่ยวกับการกรองการปล่อยมลพิษที่ดำเนินการแหล่งจ่ายไฟที่ออกแบบมาอย่างดี-ประกอบด้วยระยะตัวกรอง EMI (โช้คโหมด-ทั่วไป, ตัวเก็บประจุ) ที่ระยะอินพุต คุณภาพและระดับของตัวกรองเหล่านี้ส่งผลต่อปริมาณเสียงรบกวนที่มาถึงแหล่งจ่ายไฟหลัก ซัพพลายเออร์ควรสามารถอธิบายหรือบันทึกแนวทางการกรองได้

3. ตรวจสอบการหุ้มสายเคเบิลข้อมูลและขั้วต่อสำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่ การเดินสายเคเบิลแบบมีฉนวนระหว่างตู้และจากตัวประมวลผลวิดีโอไปยังการ์ดควบคุมจะช่วยลดทั้งการปล่อยรังสีและความไวต่อการรบกวน ไม่ว่าสายเคเบิลหุ้มฉนวนจะรวมอยู่ด้วยหรือเป็นอุปกรณ์เสริมในการกำหนดค่าที่กำหนดก็คุ้มค่าที่จะยืนยัน

4. ข้อกำหนดในการต่อลงดินสอบถามผู้ผลิตสำหรับเอกสารการต่อสายดิน รูปแบบการต่อสายดินที่ระบุอย่างถูกต้อง-ซึ่งครอบคลุมถึงการต่อตู้ การต่อสายดินของเฟรม และกราวด์อ้างอิงสัญญาณ-เป็นส่วนหนึ่งของการบรรลุประสิทธิภาพของ EMC ที่วัดในระหว่างการทดสอบการรับรอง การเบี่ยงเบนจากการกำหนดค่าที่ทดสอบอาจทำให้การบังคับใช้ของใบรับรองเป็นโมฆะ

5. สภาพแวดล้อมในการทำงานยืนยันว่าการรับรองของผลิตภัณฑ์นำไปใช้กับสภาพแวดล้อมที่คุณต้องการติดตั้งหรือไม่ การติดตั้งในร่มและกลางแจ้ง การกำหนดค่าคงที่และการเช่า และภาคส่วนการใช้งานที่แตกต่างกันอาจต้องมีระดับการรับรองที่แตกต่างกัน

หมายเหตุเกี่ยวกับการติดตั้งเทียบกับการปฏิบัติตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการรับรอง EMC ใช้กับผลิตภัณฑ์ตามที่ทดสอบในการกำหนดค่าที่กำหนด การติดตั้งขั้นสุดท้าย-รวมถึงการกำหนดเส้นทางสายเคเบิล การใช้งานสายดิน การเชื่อมต่อโครงตู้ และระยะห่างจากอุปกรณ์อื่นๆ- อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของ EMC จริงอย่างมีนัยสำคัญ ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม บางโครงการจำเป็นต้องมีการประเมิน EMC ระดับไซต์- นอกเหนือจากการรับรองผลิตภัณฑ์

นี่ไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของจอแสดงผล LED ใช้กับการติดตั้งระบบอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่ใดๆ แนวทางปฏิบัติคือทีมจัดซื้อและติดตั้งควรปฏิบัติต่อ EMC เสมือนเป็นการพิจารณาระดับระบบ- ไม่ใช่เพียงช่องทำเครื่องหมายในเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์

สรุป

การปฏิบัติตามข้อกำหนดของ EMC ส่งผลต่อว่าจอแสดงผล LED สามารถใช้งานได้อย่างถูกกฎหมายในตลาดที่กำหนดหรือไม่ ความน่าเชื่อถือในการทำงานควบคู่ไปกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ และอาจทำให้เกิดปัญหาสัญญาณรบกวนในสภาพแวดล้อมที่มีความละเอียดอ่อนหรือไม่ สำหรับการติดตั้งโฆษณาเชิงพาณิชย์ที่ตรงไปตรงมาในพื้นที่เปิด โดยทั่วไปข้อกำหนดของ EMC จะได้รับการจัดการอย่างดี-โดยผู้ผลิตที่มีชื่อเสียง สำหรับการใช้งานในสนามบิน สถานที่แพร่ภาพกระจายเสียง สถานพยาบาล หรือสภาพแวดล้อมใดๆ ที่มีอุปกรณ์ร่วม-ที่มีความละเอียดอ่อน การตรวจสอบขอบเขตการรับรอง การให้คะแนนภูมิคุ้มกัน และการต่อสายดินการติดตั้งอย่างละเอียดยิ่งขึ้นจะต้องได้รับการรับประกันก่อนการจัดซื้อ