LED目前遇到最大的问题是散热,LED顯示屏也是一样。LED顯示屏的功耗很大,相当一部分能源浪费在发热上,发热会带来许多问题。LED顯示屏为什么能够得到广泛使用,我的总结是以下几点:
1、可延展性:LCD屏做的越大,生产线设备投入越高。而LED顯示屏尺寸的增大是很容易的,就像搭积木一样。分辨率也方便根据用户需求实现。
2、全彩:燈泡,霓虹燈等都是單色的,LED實現了RGB三原色的組合。
3、可靠性高:LED是固體照明,可靠性高,不像霓虹燈管,燈泡之類的需要真空管的。
4、壽命長:LED芯片理論壽命可以達到10萬小時,實際使用壽命在3萬小時以上。
5、環境友好:LED本身是節能無汙染的産品。
LED顯示屏发热会带来以下几个问题:
1、波長漂移:波長漂移會讓顔色校正出現問題,LED在低溫和高溫時,波長漂移是比較大。根據實驗數據,溫度每變化一度,波長變化0.2-0.3nm。
2、輸出亮度降低:每攝氏度溫度變化導致1%輸出亮度的變化,其中紅燈受影響最顯著。從-40度180%的亮度,到120度的亮度不到50%,也就是說,紅燈的亮度降低近三分之二。相對而言,藍燈和綠燈亮度都溫度影響沒那麽強,特別是藍燈。當溫度升高時就出現一個問題,不同顔色的LED發出的亮度是不一樣的。
3、温升导致LED寿命缩短:根据美国一家试验室数据,结温从63C升高到74C, LED寿命从36,000小时降低到16,000小时。
4、 过多散热部件导致系统成本升高。
5、 浪费能量,提高了使用者成本。
那麽熱量從哪裏來的呢?從電源供電到LED燈,到LED驅動,再到可調電阻,發熱部分包括LED燈、LED驅動、LED連接線。我們以5V供電爲例:
电源电压:5V,;LED:LED G/B Vfwd=3.2V,LED R Vfwd=2V
1、LED發光效率約20%,LED發熱占總發熱50%
2、控制器及連接線等占總發熱量約5%
3、驱动压降:1.8V(G/B) or 3V(R)压降,驱动部分发热占总发热的45%以上。
LED燈的發熱需要提高LED的發光效率,控制器和連接線的發熱較少,改善空間不大。驅動部分發熱改善空間很大,也是我們期待改善的部分。