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一个带液晶显示的温度控制器故障分析及改进报告
l问题提出：
在开发一款带液晶显示的温度控制器的过程中，
碰见两个主要问题具体表现如下：
1、
液晶显示无法通过-8KV的接触ESD测试；静电测试后液晶显示不全，而很容易通过了12KV的空气放电；
背景：企业内部标准是通过ESD的标准是接触放电±8KV,空气放电通过±12KV;
2、
控制器采用开关电源设计，PCB电路板的温升导致温度显示明显偏高环境温度；
而在以往设计用电池供电的类似产品中，没有该问题。
l问题分析：
针对液晶显示无法通过-8KV的接触ESD的问题：
1.
分析出液晶显示不良到底是什么问题：费了不少功夫把27个引脚的液晶全部换下，重新换上新的LCD，结果段码显示不全依旧；
2.
开始怀疑静电测试中，LCD没有坏，可能是液晶驱动芯片出了问题，重新换掉驱动液晶32脚的贴片MCU，显示正常，定位驱动芯片被静电打坏；
3.
增加串联电阻提高驱动液晶MCU的抗干扰的能力，重新做试验失败；
4.
建议改LCD的外壳设计，延长静电测试点与MCU引脚的距离，公司层面**不该外壳，方案不成立；
5.
建议增加液晶接地的面积，或增加铁环，消除静电，改PCB和改液晶成本太大，放弃此方案；
6.
建议在液晶表面增加抗ESD薄膜，找了几个样品，经过多次做试验，仍然通过不了试验；
7.
其它的方案，效仿手机贴膜，PTC薄膜――――――
针对PCB电路板的温升导致温度显示明显偏高的问题：
1.
分析电路中可能产生的温升情况：一方面是开关电源芯片，温升参数分析高于环境温度7℃；另一方面是单片机的温度身高的情况；
2.
电路设计，一方面：DC/DC设计中，PCB布局上已经考虑到发热情况，让开关电源与温度传感器尽量的远；另外一方面是单片机MCU无法与温度传感器太远，处于电路板的中央；
3.
用红外热成像仪分析电路板的发热情况：发现开关电源温度比实际温度高7摄氏度；单片机的温度比环境温度高5摄氏度；
4.
在温度箱中，用专业温度采集工具，精确的分析出显示温度比实际温度高出多少。模拟温控器的安装高度，在通风的环境中模拟，在封闭的环境中模拟，把温控器导致，让放热电路处于不同的方位，分析出电路板的温升情况，综合各方面的情况高出环境温度2摄氏度左右；
5.
改温度传感器附近PCB的布线，减少温度传感器底下覆铜；
6.
改变温度传感器引脚的长度，以及弯折情况；
7.
最后的办法软件补偿温度差；
l问题解决方案：
根据以上分析，
针对液晶显示无法通过-8KV的接触ESD的问题；最后我们通过采用贴PTC膜，并且膜一定要盖住液晶的27个引脚，并超过一个毫米，成功通过了静电测试试验；
针对PCB电路板的温升导致温度显示明显偏高的问题：最后我们改了PCB温度传感器的覆铜，改变了温度传感器引脚的长度和弯折情况，经过反复测试，加上0.9摄氏度的温度软件补偿，实现了温度的准确控制。
谢谢！
菁菁木华
2009-08-05 |
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