Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2007 №7

Требования и испытания TFT ЖК модулей NEC Electronics работающих в жестких условиях эксплуатации

Зайцев Алексей


В статье проведен анализ соответствия заводских испытаний TFT-модулей NEC Electronics требованиям отечественных нормативных документов. Основное внимание уделено испытаниям, определяющим способность изделий выдерживать жесткие условия эксплуатации (механические, климатические воздействия, пыль, электрические разряды). Рассмотрены как промышленные TFT-модули, так и устройства высокого разрешения.

Введение

Для разработчиков не является секретом, что при постановке продукции на производство и в процессе производства приходится проводить массу испытаний. При этом обязательно проводятся испытания способности изделия противостоять различным разрушающим воздействиям: вибрации, ударам, электрическим разрядам, пыли, повышенным температурам и т. п. Следует отметить, что для изделий, предназначенных для жестких условий эксплуатации (промышленное оборудование и т. п.), последние испытания играют весьма важную роль.

В случае, если разработчик решает использовать тот или иной покупной модуль в разрабатываемом изделии, он неизбежно сталкивается с несколькими задачами. Первая — это правильно подобрать марку и модель модуля, максимально соответствующего необходимым требованиям не только с точки зрения основных характеристик изделия, но и с позиции воздействия различных разрушающих факторов. Вторая — разработать оптимальную конструкцию изделия, максимально учитывающую способности модуля противостоять разрушающим факторам. И третья — выбрать номенклатурный документ, регламентирующий проведение испытаний, и провести их.

Здесь сразу следует отличать промышленные TFT-панели от панелей бытовых, выпускаемых другими производителями, эксплуатация которых проводится в «мягких» условиях. Поскольку TFT-панели NEC Electronics проходят достаточно серьезные заводские испытания и ориентированы на промышленное применение, то очевидно стремление разработчиков использовать данные панели в своих проектах.

Для оказания помощи разработчикам и решения описанных задач служит настоящая статья. На основании данных, предоставляемых производителем TFT-панелей в документации, и требований отечественных нормативных документов проведен анализ их соответствия и возможной применимости панелей в разработках.

Климатические испытания промышленных TFT-модулей

Это, по-видимому, одни из самых востребованных испытаний, поскольку подтверждают способность эксплуатации, хранения и транспортировки изделий в разных климатических районах. Производитель панелей в документации всегда указывает температурный диапазон эксплуатации и хранения. NEC Electronics также указывает виды и параметры заводских испытаний, которые проводятся с панелями. При решении использовать тот или иной модуль в изделии возникает необходимость проведения испытаний изделия и соответствия испытаний модуля и испытаний изделия в целом. В идеальном случае условия испытаний изделия не должны быть жестче, чем заводские испытания модулей. В этом случае модуль вполне возможно установить практически в любую конструкцию и не предпринимать специальных мер, связанных с подогревом или охлаждением модуля.

На основании видов и параметров заводских климатических испытаний модулей проведен анализ применимости отечественных нормативных документов, регламентирующих проведение соответствующих испытаний. В таблице 1 приведены следующие данные промышленных TFT-модулей NEC Electronics: температурный диапазон эксплуатации и хранения, параметры климатических заводских испытаний NEC [1], а также отечественные нормативные методы соответствующих испытаний [2–4]. Поскольку одними из основных изделий, в которых применяются TFT-панели, являются промышленные приборы, которые должны соответствовать ГОСТ 12997 [5], то в таблице 1 для каждой панели указана соответствующая группа исполнения.

Таблица 1. Основные климатические испытания TFT-модулей NEC промышленного применения
Основные климатические испытания TFT-модулей NEC промышленного применения

С точки зрения соответствия испытаний отечественным нормативным документам среди всех климатических испытаний, которым подвергаются практически все панели, можно выделить испытание на воздействие повышенной рабочей температуры среды (согласно методу 201-2.1 по ГОСТ 20.57.406 либо методу 201-2.1 по ГОСТ Р 51368), испытание на воздействие повышенной влажности среды (согласно методу 207-2 по ГОСТ 20.57.406 либо методу 207-2 по ГОСТ Р 51369), испытание на воздействие постепенного изменения температуры среды (согласно методу 205-2 по ГОСТ 20.57.406, либо методу 205-2 по ГОСТ Р 51368), испытание на воздействие быстрого изменения температуры среды (согласно методу 205-1 по ГОСТ 20.57.406, либо методу 205-1 по ГОСТ Р 51368).

Следует отметить, что у некоторых панелей (NL10276BC16-01, NL10276BC20-08, NL8060BC31-20, NL10276BC24-14, NL10276 BC30-17) заводские тесты на повышенные рабочие температуры проводятся в более жестких условиях, чем предусмотрено методом 201-2.1. А именно, панель выдерживают при температуре, превышающей максимальную рабочую температуру эксплуатации. Дополнительно в камере устанавливают и контролируют влажность.

Добавим, что у панелей NL3224AC35-01/06 дополнительно проводятся испытания на воздействие пониженной рабочей температуры среды (согласно методу 203-2 по ГОСТ 20.57.406), а также испытания на воздействие предельных температур среды: повышенной (согласно методу 202-1 по ГОСТ 20.57.406) и пониженной (согласно методу 204-1 по ГОСТ 20.57.406). У этих же панелей кроме стандартного термоциклирования проводится испытание, не имеющее аналогов в отечественной нормативной документации. Основное отличие от стандартов состоит в том, что при изменении температуры дополнительно варьируется и влажность среды (табл. 1).

Справедливости ради следует отметить, что у некоторых панелей (NL2432HC22-40J/40K, NL3224BC35-20/21/22, NL10276BC12-02, NL6448BC26-01/03, NL6448BC33-50, NL10276 BC20-04/04C) заводские испытания на воздействие повышенной влажности несколько «не дотягивают» по параметрам до метода 207-2 [2, 4]. При этих испытаниях влажность в камере устанавливается равной 85%, тогда как согласно методу 207-2 она должна укладываться в пределы 93 ±3%.

Проведенный анализ соответствия заводских испытаний отечественным нормативным стандартам позволил классифицировать панели по категориям исполнения в соответствии с ГОСТ 12997. Данная классификация (табл. 1) означает, что панели могут быть использованы в соответствующих изделиях ГСП без какой-либо дополнительной защиты или конструктивных изысков.

Механические испытания промышленных TFT-модулей

Механические испытания становятся важными, если изделие при эксплуатации подвергается механическим воздействиям (вибрация, удары). При размещении изделий на промышленных объектах, вблизи работающих механизмов, данные испытания обязательны. В таблице 2 приведены следующие данные промышленных TFT-модулей NEC Electronics: параметры механических заводских испытаний NEC [1], а также отечественные нормативные методы соответствующих испытаний с указанием ближайшей степени жесткости [2, 6, 7]. Здесь (как и в случае климатических испытаний) в соответствии с ГОСТ 12997 [5] в таблице 2 для каждой панели указана подходящая группа исполнения.

Таблица 2. Основные механические испытания TFT-модулей NEC промышленного применения
Основные механические испытания TFT-модулей NEC промышленного применения

Основными механическими испытаниями TFT-модулей являются тесты на вибропрочность (согласно методу 103-1.1 по ГОСТ 30630.1.2 либо методу 103-1.1 по ГОСТ 20.57.406) и на воздействие одиночных ударов (согласно методу 106-1 по ГОСТ 20.57.406, либо методу 106-1 по ГОСТ Р 51371). Практически все промышленные TFT-модули NEC Electronics подвергаются этим испытаниям. Степени жесткости у разных моделей отличаются; они также указаны в таблице 2.

Следует отметить, что TFT-модули NL2432 HC22-40J/40K не подвергаются тестам на вибропрочность, но подвергаются тестам на виброустойчивость (согласно методу 102-1 по ГОСТ 30630.1.2, либо методу 102-1 по ГОСТ 20.57.406).

Испытания TFT-модулей высокого разрешения

По аналогии с промышленными TFT-модулями NEC Electronics проводит испытания TFT-модулей высокого разрешения (таблица 3).

Таблица 3. Основные испытания TFT-модулей высокого разрешения NEC
Основные испытания TFT-модулей высокого разрешения NEC

В отличие от промышленных модулей, здесь нет того многообразия параметров у разных моделей TFT-модулей. Все TFT-модули высокого разрешения подвергаются тестам на воздействие повышенных рабочих температур, термоциклам в рабочем состоянии, термоудару в выключенном состоянии, тестам на вибропрочность и на воздействие одиночных ударов [1]. Параметры заводских испытаний, а также отечественные нормативные методы соответствующих испытаний с указанием ближайшей степени жесткости и группы исполнения изделий указаны в таблице 3.

Другие испытания

Среди других заводских испытаний, которым подвергаются TFT-модули NEC Electronics, можно выделить испытания в пылевой камере. Все без исключения устройства (как промышленные, так и высокого разрешения) подвергаются этому испытанию со следующими параметрами:

  • образец пыли № 15 (по JIS-Z8901);
  • время распыления 15 с;
  • число распылений 8, с интервалом 1 ч.

Данное испытание соответствует испытанию для первой характеристической цифры 5 согласно ГОСТ 14254 [8]. Следовательно, защита корпуса TFT-модулей NEC Electronics соответствует коду IP 5X.

Также все TFT-модули NEC Electronics подвергаются заводским испытаниям на воздействие электростатического разряда со следующими параметрами:

  • накопительная емкость 150 пФ;
  • разрядное сопротивление 150 Ом;
  • испытательное напряжение ±10 кВ;
  • число точек приложения разряда на поверхности модуля 9;
  • число разрядов в каждой точке приложения 10;
  • интервал между разрядами 1 с.

Данное испытание соответствует максимальной степени жесткости (4-й) испытания на воздействие электростатических разрядов, регламентированной ГОСТ Р 51317.4.2-99 [9] и даже по некоторым параметрам превышает требуемые нормы.

Некоторые промышленные TFT-модули (NL2432HC22-40J/40K, NL10276BC20-08, NL10276BC30-15/17) и все модули высокого разрешения NEC Electronics подвергают испытанию на воздействие пониженного атмосферного давления [1]. Параметры заводских испытаний для каждой панели указаны в таблице 4 (для промышленных модулей) и в таблице 3 (для устройств высокого разрешения). С точки зрения соответствия отечественной нормативной документации заводское испытание на воздействие пониженного атмосферного давления согласуется с методом 209-2 по ГОСТ 20.57.406 [2]. Соответственно, изделия могут быть определены в группу Р2 по ГОСТ 12997 [5].

Таблица 4. Испытания TFT-модулей NEC промышленного применения на пониженное давление
Испытания TFT-модулей NEC промышленного применения на пониженное давление

Новые модули NEC Electronics со светодиодной подсветкой

Постоянно появляются новые, усовершенствованные модели TFT-модулей. Вот, например, совсем недавно появились TFT-панели со светодиодной подсветкой. Это устройства NL10276BC13-01C с диагональю 6,5 (рис. 1, табл. 5) и NL10276BC24-14 с диагональю 12,1 (рис. 2, табл. 6).

Внешний вид и размеры модуля NL10276BC13-01C
Рис. 1. Внешний вид и размеры модуля NL10276BC13-01C
Внешний вид и размеры модуля NL10276BC24-14
Рис. 2. Внешний вид и размеры модуля NL10276BC24-14
Таблица 5. Краткая характеристика NL10276BC13-01C
Краткая характеристика NL10276BC13-01C
Таблица 6. Краткая характеристика NL10276BC24-14
Краткая характеристика NL10276BC24-14

Потенциально светодиодная подсветка обладает рядом преимуществ перед обычной подсветкой на CCFL — она имеет большую устойчивость к вибрации, механическим нагрузкам и более широкий диапазон рабочих температур. Светодиодная подсветка не требует высоковольтного инвертора. Новые панели со светодиодной подсветкой конструктивно совместимы с предшествующими моделями, но имеют меньшее энергопотребление, вес и габариты. Очевидно, что данные панели — первые у NEC Electronics со светодиодной подсветкой, и следует ожидать появление новых моделей.

Выводы

TFT-модули NEC Electronics выдерживают самые серьезные заводские испытания, которые позволяют применять данные модули в изделиях, предназначенных для жестких условий эксплуатации (вибрации, пыль, повышенная температура, высота). Анализ соответствия условий заводских испытаний отечественным стандартам на испытания показал, что модули NEC Electronics соответствуют нормам российских и международных стандартов и по некоторым параметрам превышают их. Здесь следует заметить, что в отличие от конкурирующей продукции в устройствах NEC Electronics сочетаются уникальные характеристики (широкий температурный диапазон, виброустойчивость, ударопрочность и т. п.). Конкретный выбор зависит от разработчика. С целью облегчения поиска удовлетворяющей тем или иным требованиям модели, а также для упрощения подготовки технических условий на разрабатываемые изделия служат таблицы 1–4.

Литература

  1. Технические характеристики TFT-модулей NEC Electronics.
  2. ГОСТ 20.57.406-81. Комплексная система контроля качества. Изделия квантовой электроники, квантовой техники и электротехнические. Методы испытаний.
  3. ГОСТ Р 51368-99. Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на устойчивость к воздействию температуры.
  4. ГОСТ Р 51369-99. Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие влажности.
  5. ГОСТ 12997-84. Изделия ГСП. Общие технические условия.
  6. ГОСТ 30630.1.2-99. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации.
  7. ГОСТ Р 51371-99. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие ударов.
  8. ГОСТ 14254-96. Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP).
  9. ГОСТ Р 51317.4.2-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Сообщить об ошибке