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LED显示屏散热问题分析

时间:2017-01-06 点击数:1437

LED显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显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:灯泡,霓虹灯等都是单色的,LED实现了RGB三原色的组合。

3. 可靠性高:LED是固体照明,可靠性高,不像霓虹灯管,灯泡之类的需要真空管的。

4. 寿命长:LED芯片理论寿命可以达到10万小时,实际使用寿命在3万小时以上。

5. 环境友好:LED本身是节能无污染的产品。

LED目前遇到最大的问题是散热,LED显示屏也是一样。LED显示屏的功耗很大,相当一部分能源浪费在发热上。发热会带来以下几个问题:

1. 波长漂移:波长漂移会让颜色校正出现问题,LED在低温和高温时,波长漂移是比较大。根据实验数据,温度每变化一度,波长变化0.2-0.3nm。

2. 输出亮度降低:每摄氏度温度变化导致1%输出亮度的变化,其中红灯受影响最显著。从-40度180%的亮度,到120度的亮度不到50%,也就是说,红灯的亮度降低近三分之二。相对而言,蓝灯和绿灯亮度都温度影响没那么强,特别是蓝灯。当温度升高时就出现一个问题,不同颜色的LED发出的亮度是不一样的,

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。

那么热量从哪里来的呢?从电源供电到LED灯,到LED驱动,再到可调电阻,发热部分包括LED灯、LED驱动、LED连接线。我们以5V供电为例:

电源电压:5V,  

LED:LED G/B Vfwd=3.2V,LED R Vfwd=2V

1. LED发光效率约20%,LED发热占总发热50%

2. 控制器及连接线等占总发热量约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灯的发热需要提高LED的发光效率,控制器和连接线的发热较少,改善空间不大。驱动部分发热改善空间很大,也是我们期待改善的部分。

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