某产品模块互联电缆耦合引发的EFT故障案例

某产品模块互联电缆耦合引发的EFT故障案例

1、问题描述

某产品在进行±4KV EFT电快速脉冲群测试时，出现画面黑屏，但整机背光可以正常点亮，声音输出也正常，试验不通过。

2、故障诊断

产品内部硬件电路如图1所示。

图1 产品内部硬件电路

从图1可以看出，产品包括电源板、TV板、Tcon板和Soruce板。当异常现象出现时，插拔屏VBY线，即给Tcon板重新上电，黑屏现象消失，另故障状态下现场测量电源板输出电压均正常，但Tcon板上AVDD电压输出异常，因此确认是屏Tcon板受EFT脉冲干扰，导致工作异常。

3、原因分析

显示黑屏时，板卡端输出信号正常，说明板卡本身抗干扰能力符合要求；Tcon板受到EFT干扰的路径包括Tcon板与主板之间的FFC线材耦合、Tcon板与Source板之间的FFC线材路径耦合、参考地电位波动引起Tcon控制芯片工作异常等。TV板卡与Tcon板之间连接的FFC线材，本身采用的屏蔽FFC线材，且屏蔽层接地也符合要求，改变FFC线材布线方式、接地方式，EFT测试结果无改善。Tcon板与Source板之间连接的FFC线材是非屏蔽线材，线材较短，信号的参考地平面是屏的金属背板，高频环路面积稍大。

查看布线发现按键遥控线和喇叭线在Tcon板上通过，拔掉以上线缆测试无改善，拆掉整机下侧塑胶盖板，发现Wi-Fi天线、蓝牙天线用黑胶带贴附在Tcon板与Source板之间连接的FFC线材上，此处FFC线材是非屏蔽线材，因此存在空间辐射耦合的风险，如图2所示。

图2 天线在FFC线材正上布线

尝试将Wi-Fi天线、蓝牙天线远离Tcon板FFC线，防止空间耦合干扰Tcon板的内部电路，导致其出现状态异常。调整布线方式后，反复多次进行EFT测试，显示黑屏的现象消失。

EFT注入共模电流在输入端共模滤波器上产生高压的同时，在金属背板产生感应电压通过容性耦合到Wi-Fi天线、蓝牙天线。Wi-Fi天线、蓝牙天线紧贴Tcon板与Source板之间的FFC线材时，干扰通过FFC线材耦合到Tcon控制芯片，由于Tcon控制芯片本身抗干扰能力较弱，导致工作状态异常。Tcon控制芯片输出控制AVDD电路的信号异常，导致AVDD输出电压低于Source板正常工作电压，从而出现黑屏现象。

4、整改措施

调整整机内部布线方式，使Wi-Fi天线、蓝牙天线远离Tcon板以及Tcon板与Source板连接的FFC线材，防止两者之间空间辐射耦合，如图3所示。

图3 天线绕过FFC线材布线

5、实践效果

整改后再做±4KV EFT电快速脉冲群测试，此时黑屏现象消失，产品功能正常，实验顺利通过。

【岛主点评/点睛】

EMC问题实话实说，产生的原因各种各样，找到问题了一招搞定，找不到问题两眼抓瞎，干着急没办法。给人的直觉好像问题有多么复杂，难度有多么大，其实不然，可能就是个细节，但细节决定了成败。本案例产品EFT出现问题，经过缜密的诊断和分析，为线缆之间电磁干扰耦合所致，后通过将互联线缆从空间上分开和隔离成功化解。本文的整改方法和思路启示我们，不是所有的问题都是疑难杂症，需要大动干戈，抽筋剥皮，找到问题了可能简单的易如反掌，本案例就是很好的明证。

—— 完 ——

审核编辑 黄宇