车载OLED显示模块ESD/EOS防护方案
amazingic晶焱科技提供车载oled显示模块esd/eos防护方案
oled (organic light-emitting diode) 即有机发光二极管，是一种具有多层结构的有机电致发光器件。相较于传统的lcd (liquid crystal display)利用液晶及背光模块显像的原理， oled显示模块利用其本身加电自发光的原理与结构设计，使得它具有更轻薄、亮度高、功耗低、回应快、清晰度高、柔性好、发光效率高的特点，能满足消费者对显示技术的诸多新需求。现今oled显示模块已经被广泛应用于各行各业中来替代传统的lcd，如工业自动化设备，医疗设备，消费类电子产品如手机、平板、穿戴类手表、笔记本电脑、vr设备等。
同样随着电动汽车的迅猛发展，各大车企在不断提升汽车性能的同时，不乏加入新的oled显示设备以提升用户的驾驶体验，比如将显示设备做到2k甚至是4k高清显示，车载系统的仪表、中控、娱乐三联屏等新颖设计，其中中控显示平板也逐渐增多使用oled显示模块以大幅提高显示分辨率。在车载显示模块与主机通信协议中，使用最多的是lvds (low-voltage differential signaling)与edp (embedded display port)协议。相较于传统的lvds通信协议，edp通信协议具有单信道速率高、功耗低、emi干扰小、数据传输抗干扰能力强等特点，被广泛应用于提升oled显示模组与主机间的通信效率。
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图一. edp通信协议架构
edp通信协议规定数据传输主要分三部分：影音传输的高速链路 (main link)、辅助通道 (aux)、热插入 (hpd)。高速链路 (main link)可支持1~4对差分信号通信，为数据的主要传输信道，目前edp通信协议使用最多版本为v1.4，支持单链路最大通信速率为5.4gbps，最新的edp 1.5协议单链路也已经支持最大通信速率到8.1gbps。另外，辅助通道(aux)传输速率较低，可以做设备通信检测，设备控制信号通信等功能。
为了保证oled模块显示的稳定性，生产厂商通常都会对自家的显示模块进行esd仿真测试，在商规显示模块中普遍只会要求测试到8kv接触放电和15kv空气放电等级，但是鉴于车载系统的严格要求，esd测试等级最高会提升至15kv的接触和空气放电，测试结果判定多数由class b等级提升至class a等级，即测试中不允许出现屏闪自恢复的现象。在如此严格的测试条件下，针对模块的tvs保护方案我们需要做到滴水不漏。当然，在oled模块的tvs保护方案设计中，不仅仅只需要针对edp接口的各线路做保护，另外还需要针对触控的spi信号，以及各类电源信号做保护，以保证各级ic均不被esd测试所影响以顺利通过esd模拟测试。
在edp接口保护中，由于高速链路(main link)传输速率高，选择tvs时要考虑电容值不宜过大，同时高速信号容易受到esd干扰，需要选择钳位电压参数越小的tvs产品，才对信号保护效果越好。由于中控平板显示模块属于车载前装组件，厂商在选择器件时往往会要求tvs通过aec-q101的车规认证，晶焱科技az9系列所有物料均已通过aec-q101车规认证。edp高速链路(main link)推荐使用低容值四通道az9143-04f或者八通道az9143-08f作为esd和eos保护设计，多通道dfn封装layout简单，无需打孔绕线，可减小emi，提升防护效果；辅助通信 (aux)使用双通道az9515-02f作为esd和eos保护设计，为低速线路保护最优性价比产品。另外，触控ic的spi通信线路也可用四通道az9143-04f或者双通道az9515-02f作为esd和eos保护。
part no.
package
capacitance
(pf)
vrwm
(v)
vbv
(v)
channel
vcl_esd
@8kv(v)
esd air
(kv)
esd contact
(kv)
az9143-04f
dfn2510p10e
(2.5x 1.0x 0.5)
0.45
3.3 4.5 4 9 15 15
az9143-08f
dfn3810p9e
(3.8x 1.0x 0.5)
0.5 3.3 4.5 8 9 15 12
az9515-02f
dfn1006p3x
(1.0x 0.6x 0.5)
0.8 5 6 2 10.7 18 18
表一. 信号线保护tvs基本参数
az9143-04f/az9143-08f/az9515-02f
oled显示模块若未完善防护设计，在测试中也会经常发生黑屏、重启等现象，除了esd或者eos干扰到信号线路以外，各类芯片供电电源以及驱动电源受到干扰也是原因之一。针对电源线路不仅要注重esd的保护，更加需要注重eos的保护，因为其常常给显示模块各类芯片及其他器件带来严重的损毁，甚至增大客退率。车载oled显示模块中因为电源线路较多，但pcb面积往往较小，所以采用到的tvs保护器件以0402或者0603尺寸大小为主。选择ipp电流越大、钳位电压越低的tvs产品，对eos的保护效果越明显，整个oled显示模块的esd和eos抗扰能力越强。
oled模块内需要保护的电源线路众多，例如pmic vdd 1.8v 低压电源，晶焱科技推荐使用超低工作电压与钳位电压产品az9625-01f，保护效果极佳。另外，常见需要保护的还有vdd_3.3v，avdd，dvdd，vgh/vgl，vin等不同电压线路，建议使用与其相同工作电压的tvs产品即可。
part no.
package
vrwm
(v)
vbv
(v)
vcl_esd
@8kv (v)
vcl_surge
@5a (v)
esd air
(kv)
esd contact
(kv)
ipp
(a)
az9625-01f
dfn1006p2e
(1.0x 0.6x 0.5)
2.5 3.5 5 4.3 30 30 20
az9523-01f
dfn1006p2x
(1.0x 0.6x 0.45)
3.3 4 7 n/a 16 16 n/a
az9585-01f
dfn1006p2e
(1.0x 0.6x 0.45)
5 6 6.5 6 25 25 15
az9808-01f
dfn1006p2x
(1.0x 0.6x 0.45)
8 9 15.5 n/a
30 30 n/a
az9812-01f
dfn1006p2x
(1.0x 0.6x 0.45)
12 13.5 17 n/a
16 16 n/a
az9313-01f
dfn1610p2e
(1.6x 1.0x 0.5)
3.3 4 4.8 5.4 30 30 70
az9315-01f
dfn1610p2e
(1.6x 1.0x 0.5)
5 6 6 6.5 30 30 60
az9707-01f
dfn1610p2e
(1.6x 1.0x 0.5)
7 7.8 9.0 8.5 30 30 45
az9710-01f
dfn1610p2e
(1.6x 1.0x 0.5)
10 11.2 12.7 12.3 30 30 32
az9712-01f
dfn1610p2e
(1.6x 1.0x 0.5)
12 13.3 15 14.5 30 30 25
表二.电源线保护tvs基本参数
az9625-01f/az9523-01f/az9585-01f/az9808-01f/az9812-01f/az9315-01f/az9707-01f/az9315-01f/az9710-01f/az9712-01f
完善的esd和eos保护设计才能保证产品的性能发挥不受影响，也是减少产品客退的重要方法。晶焱科技多样的产品选择以及丰富的设计经验，可为终端产品设计提供更为全面的esd和eos防护方案。
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编辑搜图
图一. edp通信协议架构
edp通信协议规定数据传输主要分三部分：影音传输的高速链路 (main link)、辅助通道 (aux)、热插入 (hpd)。高速链路 (main link)可支持1~4对差分信号通信，为数据的主要传输信道，目前edp通信协议使用最多版本为v1.4，支持单链路最大通信速率为5.4gbps，最新的edp 1.5协议单链路也已经支持最大通信速率到8.1gbps。另外，辅助通道(aux)传输速率较低，可以做设备通信检测，设备控制信号通信等功能。
为了保证oled模块显示的稳定性，生产厂商通常都会对自家的显示模块进行esd仿真测试，在商规显示模块中普遍只会要求测试到8kv接触放电和15kv空气放电等级，但是鉴于车载系统的严格要求，esd测试等级最高会提升至15kv的接触和空气放电，测试结果判定多数由class b等级提升至class a等级，即测试中不允许出现屏闪自恢复的现象。在如此严格的测试条件下，针对模块的tvs保护方案我们需要做到滴水不漏。当然，在oled模块的tvs保护方案设计中，不仅仅只需要针对edp接口的各线路做保护，另外还需要针对触控的spi信号，以及各类电源信号做保护，以保证各级ic均不被esd测试所影响以顺利通过esd模拟测试。
在edp接口保护中，由于高速链路(main link)传输速率高，选择tvs时要考虑电容值不宜过大，同时高速信号容易受到esd干扰，需要选择钳位电压参数越小的tvs产品，才对信号保护效果越好。由于中控平板显示模块属于车载前装组件，厂商在选择器件时往往会要求tvs通过aec-q101的车规认证，晶焱科技az9系列所有物料均已通过aec-q101车规认证。edp高速链路(main link)推荐使用低容值四通道az9143-04f或者八通道az9143-08f作为esd和eos保护设计，多通道dfn封装layout简单，无需打孔绕线，可减小emi，提升防护效果；辅助通信 (aux)使用双通道az9515-02f作为esd和eos保护设计，为低速线路保护最优性价比产品。另外，触控ic的spi通信线路也可用四通道az9143-04f或者双通道az9515-02f作为esd和eos保护。
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3.3 4.5 4 9 15 15
az9143-08f
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(3.8x 1.0x 0.5)
0.5 3.3 4.5 8 9 15 12
az9515-02f
dfn1006p3x
(1.0x 0.6x 0.5)
0.8 5 6 2 10.7 18 18
表一. 信号线保护tvs基本参数
az9143-04f/az9143-08f/az9515-02f
oled显示模块若未完善防护设计，在测试中也会经常发生黑屏、重启等现象，除了esd或者eos干扰到信号线路以外，各类芯片供电电源以及驱动电源受到干扰也是原因之一。针对电源线路不仅要注重esd的保护，更加需要注重eos的保护，因为其常常给显示模块各类芯片及其他器件带来严重的损毁，甚至增大客退率。车载oled显示模块中因为电源线路较多，但pcb面积往往较小，所以采用到的tvs保护器件以0402或者0603尺寸大小为主。选择ipp电流越大、钳位电压越低的tvs产品，对eos的保护效果越明显，整个oled显示模块的esd和eos抗扰能力越强。
oled模块内需要保护的电源线路众多，例如pmic vdd 1.8v 低压电源，晶焱科技推荐使用超低工作电压与钳位电压产品az9625-01f，保护效果极佳。另外，常见需要保护的还有vdd_3.3v，avdd，dvdd，vgh/vgl，vin等不同电压线路，建议使用与其相同工作电压的tvs产品即可。
part no.
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vrwm
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esd air
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az9313-01f
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表二.电源线保护tvs基本参数
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完善的esd和eos保护设计才能保证产品的性能发挥不受影响，也是减少产品客退的重要方法。晶焱科技多样的产品选择以及丰富的设计经验，可为终端产品设计提供更为全面的esd和eos防护方案。
清华「计图」现在支持国产芯片了！
采埃孚展示预碰撞外置侧面安全气囊系统
晶体管是谁发明的_晶体管发明时间
华为nova4e亮点汇总
IBM宣布推出世界首个通用量子计算机 量子云服务也不远了
车载OLED显示模块ESD/EOS防护方案
非蜂窝5G，物联网的下一块拼图？
三星推出两款高端智能显示器 M7和 M5，运行智能电视系统的显示器
区块链与数据隐私怎样做可以兼容
Linux下线程间通讯--互斥锁
常用的功率半导体器件
人工智能驱动的应用程序，为体育健儿带来健康保障
8位MCU TM52F1363在电陶炉中的应用
自动断路器的使用注意事项
VCS/XRUN如何创建一个非UVM的简单仿真环境？
诺顿运算放大器的典型应用电路
昕诺飞智能互连道路照明系统及LED路灯已突破两万套
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无线MCU调试技巧汇总
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