Защо LED дисплеите генерират топлина
LED чиповете не са напълно ефективни. Част от електрическата енергия, която консумират, се преобразува в светлина, но значителна част - в зависимост от типа на чипа и задвижващия ток - се отделя като топлина. Интегралните схеми на драйвери, захранващи блокове и печатни платки допринасят за допълнително топлинно натоварване.
В един плътен LED панел стотици или хиляди компоненти работят едновременно в затворена кутия. Без ефективен път за изтичане на топлина, температурите на ниво компонент могат да се покачат далеч отвъд номиналния работен диапазон.
Какво причинява повишената температура на светодиодите
Връзката между температурата на прехода и производителността на светодиода е добре-документирана в полупроводниковото инженерство. С повишаване на температурата на кръстовището:
- Светлинната ефективност намалява.Светодиодите произвеждат по-малко светлина на ват, което означава, че дисплеят трябва да задвижва чиповете по-силно, за да поддържа същата яркост -, създавайки обратна връзка, която допълнително увеличава топлината.
- Настъпва промяна на цвета.Различните цветове на светодиодите (червен, зелен, син) реагират на температурата с различна скорост. По-специално червените светодиоди са чувствителни към температурни промени. Тъй като температурите се различават в панела, еднородността на цветовете се влошава - понякога видимо, понякога по начини, които могат да бъдат открити само чрез оборудване за калибриране.
- Ускореното разграждане следва уравнението на АрениусНай-общо казано, всяко увеличение с 10 градуса над номиналната работна температура може грубо да намали наполовина живота на полупроводниковите компоненти. За дисплей, предназначен да работи 24 часа на ден, тази разлика се натрупва бързо.
Подходи за управление на топлината в LED дисплеи
1. Пасивно охлаждане: радиатори и дизайн на корпуса
Повечето вътрешни дисплеи с фиксирана-пиксела-стъпка разчитат на пасивно управление на топлината -, което означава, че топлината се отвежда от компонентите през печатната платка и корпуса без използването на вентилатори.
Алуминиевите -шкафове, отлети под налягане, са ефективни за това, тъй като алуминият има висока топлопроводимост и може да се обработва с вътрешни канали, които създават по-голяма повърхност за разсейване на топлината. Плоскостта и масата на корпуса също имат значение: шкаф, който поддържа постоянен контакт между печатната платка и корпуса, пренася топлината по-ефективно от такъв с празнини, причинени от толеранси при обработка.
2. Активно охлаждане: принудителен въздушен поток
Външните LED дисплеи, особено широкоформатните-фиксирани инсталации, често включват вентилаторно-активно охлаждане. Вентилаторите изтеглят околния въздух през вътрешните компоненти и отвеждат топлината през вентилационните отвори в шкафа.
Компромисът-е поддръжката: вентилаторите съдържат движещи се части, които се износват с течение на времето, а вентилационните отвори изискват периодично почистване, за да останат ефективни, особено в прашни или високо{1}}замърсени среди. Повредата на вентилатора на един модул не причинява незабавно видима повреда, но продължителната работа над термичните граници спомага за тихо разграждане.
3. Обща катодна архитектура и термична редукция
Методът за захранване с общ катод доставя отделни, по-ниски напрежения към червени, зелени и сини светодиоди, а не единично споделено напрежение. Тъй като всеки цветен канал получава само необходимото напрежение, резистивните загуби във веригата са намалени. По-малко загуба на енергия означава по-малко генерирана топлина за единица светлинна мощност.
Този архитектурен подход е особено подходящ за дисплеи на закрито с висока-плътност, където опциите за охлаждане са ограничени и пасивното разсейване е основната стратегия за управление на топлината.
4. Дизайн на захранването
Импулсните захранвания генерират топлина като -страничен продукт от преобразуването на напрежението. PSU с по-висока-ефективност (оценени на 90%+ ефективност) намаляват дела на енергията, преобразувана в топлина. Излишните конфигурации на PSU също разпределят термичния товар, вместо да го концентрират в един модул.
Вериги за наблюдение и защита на температурата
Съвременните системи за управление на LED дисплеи обикновено включват термични сензори на ниво модул или шкаф. Тези сензори подават данни към системата за управление, което може да намали яркостта, да задейства аларми или в екстремни случаи да изключи части от дисплея, за да предотврати повреда на компонента.
Купувачите, закупуващи големи инсталации, трябва да проверят дали термичната защита е включена във фърмуера на контролера и дали температурните данни могат да бъдат достъпни дистанционно чрез софтуера за управление.
Последици за инсталационната среда
Термалното управление не спира до самия дисплей. Инсталационната среда има пряко влияние върху топлинното поведение на дисплея:
Затворени монтажни конструкцииможе да улови топлината около задната част на дисплея, намалявайки ефективността на дизайните с вентилация отзад-.
Околна температуразадава базовата линия, от която вътрешните температури се повишават. Дисплей, инсталиран в-климатично контролирано закрито пространство, работи при фундаментално различни топлинни условия от този, монтиран на открито на пряка слънчева светлина в горещ климат.
Вентилационен просветв задната част на фиксираните инсталации често се посочва от производителя. Пренебрегването на тези изисквания за хлабина е една от най-честите причини за преждевременна повреда на компоненти в постоянни инсталации.
Заключение
Топлината е нормален страничен-продукт от работата на LED дисплея. Съответният въпрос не е дали има топлина, а дали дизайнът на дисплея осигурява адекватни пътища за нейното разсейване, преди да се концентрира на ниво компонент.
Материалът на шкафа, архитектурата на въздушния поток, ефективността на захранването и топологията на веригата играят роля. Разбирането на тези фактори помага на купувачите и монтажниците да определят реалистични очаквания за дългосрочна-надеждност и да планират подходящи условия за инсталиране.