LED地铁显示屏除潮方法

王伟熙

【摘 要】LED地铁显示屏在地铁车厢中有举足轻重的地位，从前一代的单色点阵模块显示文字到现在用全彩LED灯珠来显示文字，目的是让LED地铁显示屏的亮度更高，功耗更低，稳定性更强。但是地铁项目施工周期长，运行和存储环境较普通室内显示屏更为特殊，存放和使用时稍微不注意，容易出现LED灯珠受潮的情况，若不进行及时的除潮处理，很容易出现LED灯珠失效的情形。文章对已经受潮的LED灯珠进行深入的分析，提出解决LED灯珠受潮的方法，并对LED地铁显示屏的包装、运输和仓储提出了合理化建议。

【关键词】LED显示屏;除潮;灯珠失效

【中图分类号】TN873 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）12-0034-02

0 引言

随着中国经济的飞速发展，城市的交通压力日益增大，轨道交通是一种缓解城市交通压力的重要手段。中国制造的崛起，地铁车厢，轨道施工，车厢内的设备都摆脱了进口的束缚，基本上实现了国产化。对于地铁上的LED显示屏来说工作环境十分特殊，它长期工作在地底下20～30 m深度的环境，根据GB/T 25119—2010要求需要LED地铁显示屏在环境温度为-25～70 ℃下运行稳定。因为地铁施工工期长，正式运营前需要长时间的试车，试车完成后，需要储存一段时间才正式运营，所以LED地铁显示屏对存储环境要求很高，最低需要在-40 ℃的环境温度下存放，存储的相对湿度最大可以达到95%。在如此高要求的存储环境下，LED地铁显示屏需要保证存储后运行的稳定性。因此，第一代的国产LED地铁显示屏存在诸多问题，比如：潮气进入LED灯珠内，导致死灯;电路板受潮后，导致电路板线路的短路可能出现半个屏幕不亮。本文就目前LED地铁显示屏存在的受潮问题，进行深入的分析，提出优化和解決受潮问题的有效方法，并成功地运用在我国的地铁项目上。

1 LED地铁显示屏的介绍

LED地铁显示屏根据不同的车厢类型一般分为4种：车头LED显示器（FDU）、客室内部LED显示器（IDU）、客室内部LED端墙显示器（IDUC）和车侧LED显示器（SDU）。车头LED显示器（FDU）装在前后两个车头上，一般用来显示终点站或者本次列车开往的方向;客室内部LED显示器（IDU）安装在每节车厢的连接处，也叫贯通道显示屏。主要是到站时显示本次到站的站名，离站时显示下一站即将到站的站名及紧急广播的内容，让乘客对到站和紧急信息一目了然;客室内部LED端墙显示器（IDUC）主要安装在有司机室的车厢中，显示内容和客室内部LED显示器（IDU）一致;车侧LED显示器（SDU）安装在每节车厢两个车门之间，显示内容对着车厢外，主要是到站时，让站台上的乘客了解本次列车的开往方向及下一站的站名，以免乘客上错车。

LED地铁显示屏接收到司机室的主机发送的过程数据，对应显示其相应的站名及内容。目前地铁上使用的通信协议一般有两种，一种是采用RS485通信，通信协议标准采用PIS主机供应商提供的《车载设备RS485通信规范》。每列地铁含有6个车厢，每个车厢都有一个RS485网络管理设备（LCU），LCU会定期在每节车厢的RS485总线上给每个总线上的设备发送令牌，LED地铁显示屏接收到令牌之后回复状态数据。另一种是采用以太网通信，通信协议标准采用PIS主机供应商提供的《车载设备网络通信规范》。网络上设置2台控制设备PISC，PISC采用定时UDP组播（256 ms）的方式对所有设备进行通信控制（过程数据），LED地铁显示屏以组播的方式每15 s给PISC发送状态消息。

每块LED地铁显示屏上都有个拨码开关，其作用是设置每块LED地铁显示屏的RS485的硬件地址或以太网通信中的IP地址。

2 LED灯珠受潮的原因和危害

当LED地铁显示屏在潮湿的环境中存放超过一段时间，且不通电使用时，容易出现潮气通过胶水和支架的缝隙进入到封装的内部。当潮气累积到一定程度时，LED地铁显示屏通电工作，这时LED灯珠内部发热，使得潮气迅速膨胀，导致LED灯珠失效。

下面来具体分析下失效的灯珠，当一块LED地铁显示屏在仓库存放超过6个月，且没有通电使用过，装车后，通电一段时间，就出现两颗LED灯不亮。将模组拆下来，并且将LED灯珠焊下进行分析。

首先将两个不良灯珠进行标记，放在显微镜底下进行外观分析，可以明显看到2#灯珠的焊盘出现发黑现象，1#灯珠无明显异常（如图1所示）。

其次对这两颗灯珠进行电性能测试，分别给1#和2#的红灯通8 mA电流，绿灯通5 mA电流，蓝灯通3 mA电流，观测并记录异常数据。结果显示1#蓝灯产生漏电流达到180 uA，2#蓝灯和绿灯产生了高压降，压降达到了5.63 V和6.80 V。红绿蓝灯均产生了大的漏电流。

最后将两颗灯珠进行溶解解剖分析，用试剂去除环氧树脂后观察内部结构，可以明显看到1#灯珠的蓝灯芯片烧伤、金属迁移，2#蓝绿灯芯片烧伤电极，造成电极脱落。

根据以上分析，样品失效原因为1#灯珠蓝灯芯片烧伤、金属迁移，2#蓝绿灯芯片烧伤掉电极，导致蓝绿芯片电极上焊线与焊盘漏电导通，最终造成红灯串亮不良。芯片烧伤的原因主要有以下两种：{1}灯珠使用环境比较潮湿，水汽进入到灯珠内部，当通电时水汽参与反应造成灯珠;{2}线路中存在有较大的突波脉冲电流或电压通过灯珠，最终损坏芯片造成不良。

3 解决受潮问题的方法

解决受潮问题应该要从多个方面考虑，在LED灯珠上线贴片前，若发现灯珠已经受潮，则不能马上进行贴片使用，需放入烘箱中进行烘烤除湿，温度为（70±5 ）℃，时间为48 h。烘烤完成后需要进行光电参数测试，当实测值与标称值存在差异的时候，为了降低色差的隐患，保证LED产品出光一致性，上机贴片采用混贴的方式。

当地铁显示屏整体安装完成后，需要经常点亮使用，如果地铁显示屏在仓库中长时间未使用，使用前应先进行除湿处理。每次上电时记录上电的时间和日期，下一次上电时，读取上次的日期和时间做比较，若对比后显示，离上次上电时间有10 d以上，显示屏的亮度值则需要按以下方式运行除潮程序后，再达到原来设定亮度。

除潮程序首先將亮度设置为0，在黑屏情况下通电2 h;接下来用10%的亮度点亮显示屏4 h;然后用20%的亮度点亮显示屏6 h;接着用40%的亮度点亮显示屏8 h;下一步用60%的亮度点亮显示屏10 h;接下来用80%的亮度点亮显示屏12 h;最后用100%亮度点亮显示屏14 h。点亮时间可以根据使用环境、气候情况、断电间隔时间适当地缩小或者延长。若地铁显示屏已经安装在列车上，且列车没有运行，则在下次运行前，提前2～3 d进行通电除潮。

4 LED地铁显示屏的包装及运输存储规范

尽管上述除潮方法是目前最有效的方法，但此方法并不能彻底有效地除湿，建议LED地铁显示屏在运输和存储时尽量符合规范。LED地铁显示器要求套上防静电气泡袋，里面放入防潮卡并抽真空，然后套上白色珍珠棉护套进行保护，LED地铁显示器装入到一个5层瓦楞纸包装箱内，每个纸箱装入的台数符合设计要求，一般不多于5台，最后再装入木箱，包装箱与木箱之前用珍珠棉隔开以更有效地加以保护。在运输过程中不允许受剧烈机械冲击和暴晒雨淋，严防摔掷、翻滚、重压。保证产品不压弯，边角不受直接撞击。

LED地铁显示器应储存在阴凉、干燥、洁净的环境中，储存温度为-20～60 ℃。储存过程中若发现防静电气泡袋破损、漏气、防潮卡变色等包装异常情况，应及时对LED地铁显示屏进行通电除潮处理。拆掉包装后的LED地铁显示屏，建议每天进行通电点亮LED地铁显示屏，确保灯珠内部不会积攒潮气，造成不必要的led灯珠失效。

5 结论

通过本次课题的研究，让我了解到led灯珠受潮的危害，以及危害造成的后果。经过对已经受潮失效的LED灯珠进行分析，了解到LED灯珠受潮后失效的现象，提出了通过缓慢上电的方法来解决受潮问题。但是想要LED地铁显示屏不受潮气的侵害，最根本的方式是预防，从原材料到成品屏幕需要做好防潮措施，避免潮气进入。

参 考 文 献

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[4]王祖一，陆小民.LED显示屏技术要点[J].科技创新与应用，2018（5）.