Miks LED-ekraanid soojust tekitavad?
LED-kiibid ei ole täiesti tõhusad. Osa nende tarbitavast elektrienergiast muundatakse valguseks, kuid märkimisväärne osa - sõltuvalt kiibi tüübist ja sõiduvoolust - vabaneb soojusena. Draiveri IC-d, toiteplokid ja PCB jäljed annavad kõik täiendava soojuskoormuse.
Tihedas LED-paneelis töötavad sajad või tuhanded komponendid üheaegselt piiratud korpuses. Ilma tõhusa soojuse väljapääsuta võivad temperatuurid komponentide tasemel tõusta tunduvalt kaugemale nimitööpiirkonnast.
Mida kõrgendatud temperatuur LED-idele teeb
Seos ristmiku temperatuuri ja LED-i jõudluse vahel on{0}}pooljuhtide tehnoloogias hästi dokumenteeritud. Kui ristmiku temperatuur tõuseb:
- Valguse efektiivsus väheneb.LED-id toodavad vähem valgust vati kohta, mis tähendab, et ekraan peab sama heleduse säilitamiseks kiipe rohkem kasutama, - luues tagasisideahela, mis suurendab soojust veelgi.
- Toimub värvimuutus.Erinevad LED-värvid (punane, roheline, sinine) reageerivad temperatuurile erineva kiirusega. Eelkõige on punased LED-id tundlikud soojusmuutuste suhtes. Kui temperatuurid paneelil erinevad, halveneb värvide ühtlus - mõnikord nähtavalt, mõnikord viisil, mida saab tuvastada ainult kalibreerimisseadmete abil.
- Kiirendatud lagunemine järgib Arrheniuse võrranditLaias laastus võib iga 10 kraadi tõus üle nominaalse töötemperatuuri pooljuhtkomponentide eluiga ligikaudu poole võrra lühendada. Ööpäevaringselt töötava ekraani puhul koguneb see erinevus kiiresti.
LED-ekraanide soojusjuhtimise lähenemisviisid
1. Passiivne jahutus: jahutusradiaatorid ja korpuse disain
Enamik siseruumides olevaid fikseeritud ja väikese -piksliga-ekraane põhinevad passiivsel soojusjuhtimisel -, mis tähendab, et soojus juhitakse komponentidest eemale läbi PCB ja korpuse ilma ventilaatoreid kasutamata.
Alumiinium{0}}valukapid on selleks tõhusad, kuna alumiiniumil on kõrge soojusjuhtivus ja seda saab töödelda sisemiste kanalitega, mis loovad soojuse hajutamiseks suurema pinna. Samuti on oluline kapi tasapinnalisus ja mass: kapp, mis säilitab järjekindla kontakti PCB ja korpuse vahel, edastab soojust tõhusamalt kui see, kus on töötlustolerantsidest tingitud tühimikud.
2. Aktiivne jahutus: sundõhuvool
Välistingimustes kasutatavad LED-ekraanid, eriti suured{0}}formaadis fikseeritud paigaldised, sisaldavad sageli ventilaatori{1}}põhist aktiivjahutust. Ventilaatorid juhivad ümbritsevat õhku läbi sisemiste komponentide ja eraldavad soojust kapis olevate õhutusavade kaudu.
Kompromiss{0}}on hooldus: ventilaatorid sisaldavad liikuvaid osi, mis aja jooksul kuluvad, ja ventilatsiooniavad vajavad perioodilist puhastamist, et püsida tõhusana, eriti tolmuses või{1}}suure saastega keskkonnas. Ühe mooduli ventilaatori rike ei põhjusta koheselt nähtavaid kahjustusi, kuid püsiv töö, mis ületab termilisi piire, suurendab lagunemist vaikselt.
3. Ühine katoodarhitektuur ja termiline reduktsioon
Tavaline katoodtoiteallikas annab punasele, rohelisele ja sinisele LED-le eraldi madalama pinge, mitte ühe jagatud pinge. Kuna iga värvikanal saab ainult vajaliku pinge, vähenevad takistuskadud kogu vooluringis. Vähem raisatud energiat tähendab vähem soojust, mida toodetakse valgusühiku kohta.
See arhitektuurne lähenemine on eriti asjakohane suure{0}}tihedusega siseekraanide puhul, kus jahutusvõimalused on piiratud ja passiivne hajutamine on peamine soojusjuhtimise strateegia.
4. Toiteallika disain
Lülitutavad toiteallikad toodavad soojust -pinge muundamise kõrvalproduktina. Suurema-tõhususega toiteallikad (kasutegur on 90%+) vähendavad soojuseks muudetava energia osakaalu. Üleliigsed toiteallika konfiguratsioonid jaotavad ka soojuskoormuse, mitte ei koonda seda ühte seadmesse.
Temperatuuri jälgimise ja kaitse ahelad
Kaasaegsed LED-ekraani juhtimissüsteemid sisaldavad tavaliselt mooduli või kapi tasemel termoandureid. Need andurid edastavad andmeid juhtsüsteemi, mis võib vähendada heledust, käivitada häireid või äärmuslikel juhtudel sulgeda ekraani osad, et vältida komponentide kahjustamist.
Ostjad, kes ostavad suuri paigaldusi, peaksid kontrollima, kas kontrolleri püsivarasse on lisatud termokaitse ja kas temperatuuriandmetele on võimalik haldustarkvara kaudu kaugjuurdepääs.
Mõju paigalduskeskkonnale
Soojusjuhtimine ei piirdu ekraani endaga. Paigalduskeskkonnal on otsene mõju ekraani termilisele käitumisele:
Suletud kinnituskonstruktsioonidvõib soojust kinni hoida ekraani tagaosa ümber, vähendades tagumise{0}}ventilatsiooniga konstruktsioonide tõhusust.
Ümbritsev temperatuurmäärab baasjoone, millest alates sisetemperatuur tõuseb. Kontrollitud kliimaga siseruumi paigaldatud ekraan töötab põhimõtteliselt teistsugustes termilistes tingimustes kui see, mis on paigaldatud õue otsese päikesevalguse kätte kuuma kliimaga.
Ventilatsiooni vahefikseeritud paigaldiste tagaküljel on sageli tootja poolt määratud. Nende vahenõuete eiramine on püsipaigaldiste puhul üks levinumaid komponentide enneaegse rikke põhjuseid.
Järeldus
Kuumus on LED-ekraani töö{0}}tavaline kõrvalsaadus. Asjakohane küsimus ei ole soojuse olemasolu, vaid selles, kas kuvari konstruktsioon tagab piisava võimaluse selle hajutamiseks enne, kui see koondub komponendi tasemele.
Oma rolli mängivad korpuse materjal, õhuvoolu arhitektuur, toiteallika efektiivsus ja vooluahela topoloogia. Nende tegurite mõistmine aitab ostjatel ja paigaldajatel seada realistlikud ootused pikaajalisele-usaldusväärsusele ja planeerida sobivaid paigaldustingimusi.