EN
Өндөр үр дүнтэй гадаа бүрхүүлт LED дэлгэцүүдэд ямар энергийн хорогдуулалт багасгах технологиуд ашиглагдаж буй?
Дубай хотын цифровой билборд үйлдүүлэгч, 200 квадрат метр талбайтай билборд үйлдүүлж буй гадаад LED дэлгэц хүн амьдралын их цуглааны замын огтлолцоонд бүх жилийн цахилгаан хэрэглээний анхны бүтэн жилийн шинжилгээг хийж, нэг дэлгэц жилд 62 400 кВт·ц цахилгаан хэрэглэдэг бөлгөөн тогтоож — үүнээс УАЭ-д дундаж шест хүн амьдралын гэрт хэрэглэдэг цахилгааны нийт хэмжээ төстэй. Дубай хотын коммерциал цахилгааны тарифаар нэг дэлгэцтүүдийн жилийн цахилгааны төлбөр 8700-с дээш бөлгөөн тогтоож. Арван билбордын сүлжээнд жилийн цахилгааны төлбөр 87000-д хүрж. Шинэчлэлт хийж гаднах LED экранууд нүүрний нөмөртөн ажиллах архитектур болон ухаалаг гэрлэлтийн хяналттой, ижил 200 квадрат метр талбайтай дисплей жилд 40,320 кВт·цаг хэрэглэж — 35,4% хорогдуулж — нэг дисплейн жилийн зардал 5,600-оос бүүр доод түвшинд буурч, бүх сүлжээний жилийн хорогдуулалт 31,000 болж, нэмэлт техник хангамжин нарийн хөрөнгө оруулалтын үр дүн арван дөрвөн сарын дотор бүрдүүлдэ.
Өндөр үр дүнтэй гаднах LED экранууд хүч хадгалуурын технологийн асуудал — хязгаарлагдмуйн үр дүн хүртэл хүрэх асуудал биш, харин 100,000 цагт тооцогдсон үйлдлийн хугацаанд жилд 5,600-той дисплейн үйлдлийн зардлын хоорондын ялгаа — 8,700-той дисплейн үйлдлийн зардлын хоорондын ялгаа юм.
Нүүрний нөмөртөн ажиллах систем — үндсэн архитектур ялгаа
Орчин үеийн гадаад LED дэлгэц хүч хадгалуурын хамгийн чухал технологи — нүүрний нөмөртөн драйвер ИК архитектур. Түүний хүч хадгалуурын шалтгааныг ойлгохын тулд үүнээс өөр арга замыг анх танилцаж үзэх шаардлагатай.
Хэд хэдэн өнгөт (улаан, ногоон, цэнхэр) LED дисплеи нь гурван өнгөний хувьд нэгдүгээрт 5 вольт газархүчийн хүчдэлийг илгээдэг. Гэтэл та гурван өнгөний LED-үүд нь өөрсдийн өмнөх хүчдэлийн шаардлагатай: улаан LED чип нь 2,0–2,4 вольт хүчдэлд илүү үр дүнтэй ажилладаг, харин ногоон ба цэнхэр LED чипүүд нь оптимал гэрлэлт олж авахын тулд 3,0–3,4 вольт хүчдэл шаардаж. Нэгдүгээрт газархүчийн системд бүх гурван өнгөний хувьд 5 вольт хүчдэл хүртэл хүчдэл илгээдэг. Хүчдэлийн хаягдмуйн хэмжээ — улаан өнгөнд 2,6–3,0 вольт, ногоон ба цэнхэр өнгөнд 1,6–2,0 вольт — драйвер IC-ийн дотоод эсүртүүлд дулаан хэлбэрт шилжин хаягдмуйн энергия болой. Энэ хаягдмуйн энергия гэрлэлт зорилгоор ашиглагдахгүй; түүнээс дисплейн ажиллах температур л өсдөг, үүнээс хөхрүүлэх системүүд илүү их ажиллах ёстой, ялгаатай хаягдмуйн энергия үүссэн.
Нийт-катодын зүйл хөдөлгүүр ИК нь үлдээд бүх өнгөн каналд тус тусдаа хүчдэл үүрдүүлдүүр: улаан катодын хувьд ойролцуй 2,4 вольт, ногоон ба хөх катодын хувьд ойролцуй 3,4 вольт. Хүчдэлийн ялгаа хангамж ба LED-ийн шаардлагын хооронд түүн дотроо тулхуур хүртэл бүх гурван каналд 0,2 вольтаас бага хаягдлын дулаан үүсдүүр. Түүний ашигт үр дүн: нийт-катодын гадаад LED дэлгэц нормалд нь ижил түвшин ясны хувьд нийт-анодын загварын харьцангуй 15–25% бага чадал хэрэглэдүүр. Шууд нарны гэрэлд харахад шаардагдах 10 000 нит хүртэлх дээд ясны хувьд чадал хэмнэлт нь илүү илтэрдүүр, учир нь абсолют ваттын түвшин өндөр.
Өндөр үр ашигт SMD LED — Ватт тутамд илүү гэрэл
Энерги үр ашигт бүтэцдүүрнүүр хоёрдугаар давхрага LED-ийн савлалт самбартай холбоотой. Өндөр үр ашигт гаднах LED экранууд sMD (Surface-Mount Device) LED чипс ашиглан, гүнзгийн үр ашиглалтын үзүүлэлт нь 80–110 люмен/ватт бөгөөд хуучин DIP (Dual In-line Package) технологийнх 50–70 люмен/ватт бөгөөд. Утга нь тодорхой: нүүрний гадарга дээрх 5000 нит-ийн гэрэл гаргахын тулд оролттой хүчдлийн ватт тоо багасна, хэрэв нэг ватт нь илүү олон гэрэл үүсгэнэ.
Үндэсний хагас дамжуулагчийн загвар чухал. Өндөр үр дүнтэй SMD багц нь утасны холбогч бүрхүүл биш, харин хөлдүүр холбогч бүрхүүл ашигладаг. Утасны холбогч бүрхүүл нь холбогч цэг бүрт цахилгааны эсэргүүцэл үүсгэндэ — мөн түүн дотроо зуун мянган LED чипс бүхий дисплейн хувьд нийлбэр эсэргүүцлийн алдагдал зуун ватт хэмжээнд хэмжигддэ. Хөлдүүр холбогч LED-үүд нь хагас дамжуулагчийн чипс-ийг шууд суурин дээр бекрхүүлдэ, холбогч утас болон түүний холбогч эсэргүүцлийг арилгандэ. Бүрхүүл доторх цахилгааны замын богино байх нь дулаан дамжуулалтыг бүүр сайжрууландэ — дулаан LED-ийн холбогч цэгтээс шууд PCB-ийн зэс давхрага руу дамжиндэ, утасны холбогч бүрхүүл доторх дулааны замаар биш, холбогч цэгийн температурыг 5–8°C-аар бүүр буурууландэ. Холбогч цэгийн температурын бууралт нь гэрлэлтийн бүүр удаан бууралтдэ: хөлдүүр холбогч SMD LED-үүд нь LM-80 шинжилгээний протоколын дагуу IES TM-21-д тодорхойлогдсон хугацаанд анхны гэрлэлтийн 80%-ыг 50 000 цагийн дараа хадгаландэ, утасны холбогч бүрхүүлдээс ижил гэрлэлтийн хэмжээг 60 000+ цагийн дараа хадгаландэ.
Орчинд бүх талд тархмал гэрэл илрүүлэгчид ба динамик гэрлийн хүчний тохируулалт
Гуравдугаар энергийн хадгалалтын технологи нь хялбар үйлдлийн бодит байдалд хандаг: гадаад LED дэлгэц 24 цагийн турш бүх цагт дүүрэн гэрлийн хүчтэй ажиллах шаардлагагүй. Шууд нарны гэрэл 5000–10000 нитс гэрлийн хүч шаардаг, чтобы агуулбар илт харагдах. Харин шөнө үед — орчинд гэрэл 50 лукс-аас доош унах үед — тааруулан харахын тулд гэрлийн хүч 500–800 нитс-аар хангад. Дисплейг шөнө үед өдрийн гэрлийн хүчтэй ажиллуулж байх нь тухайн цагт хэрэглэж буй энергийн 85–90%–ийг хаяж буй юм.
Дисплей гардалт нэгдсэн орчны гэрлийн мэдрэгч нь орчмын гэрлийн түвшинг тасралтгүй хэмжиж, видео процессорт өгөгдлийг дамжуулдаг бөгөөд энэ нь LED хөдөлгөөнт эрчим хүчийг бодит цаг хугацаанд тохируулдаг. Сайн тохируулсан систем нь 256 эсвэл түүнээс дээш гэрэл гэгээрлийн шатны шилжилтээр дамжин, тодорхой тохируулга хооронд гэнэт түрүүлэхгүй. Тодруулалтын урсгал нь ихэвчлэн шугамаар бус логарифм хэлбэрээр явагддаг. Хүний нүд тодруулалтыг логарифм хэлбэрээр хүлээн зөвшөөрдөг тул хатуу мэдрэхүйг өөрчлөхэд шугамаар бус эрчим хүчний тохируулга шаардлагатай.
Урианчлагдсан харанхуй нь хоёр дахь хяналтын давхаргыг нэмж өгдөг: ажилтан нь суурилуулсан байрлалын нарны гараг, нарны унах мэдээлэлд холбогдсон цаг хугацааны үндсэн гэрэлтүүлгийн профилийг програмдуулах болно. Зүүн өмнөд Азийн нэг стадионд гадаад LED дэлгэц үдний спорт үйл явдлуудын хамт оройн концертуудыг ч дэмжинэ; цагийн хөтөлбөр систем нь 6:00 цагт 800 нитс-н тодролтосоос 11:00 цагт 6,500 нитс-н тодролтос хүртэл тодролтосыг автоматхан нэмж, 16:00 цаг хүртэл тодролтосын хамгийн өндөр түвшин хадгалан, дараа нь оройн 20:00 цагт концерт бүүр 1,200 нитс-н тодролтос хүртэл тодролтосыг буулгана. Автоматжуулалт нь хүний алдаа арилгана — үдний тодролтосыг шөнө цагт хадгалж үлдээх гараар хийгдсэн тохируулалтын үл хийгдсэн хүмүүнүүдийн алдаа нь нөхцөлдүү сенсор системийн суулгах зардлын хэмжээтнүүд ижил хэмжээний нэмэлт цахилгаан хэрэглэдэг.
Энерги хорогдуулалт бага гадаа LED дэлгэц сонгох
Худалдан авах бүлгийн ажилтнууд үнэлж буй гаднах LED экранууд «Энергийн үр дүнтэй дизайн» гэж үйлдвэрлэгчдийн хайрцагт бичсэн үгсийн оронд тодорхой техникийн өгөгдлүүдийг шаардуулах ёстой. Шаардуулах хамгийн бага техникийн шаардлагууд нь: драйвер ИС-ийн загварын дугаар ба түүний номиналь нийт-катодын хүчдлийн ялгаа; SMD LED-ийн бүтээцдүүр хүчдлийн гэрлэлтийн үр дүнтэй бүтээц (люмен/ватт) — зөвхөн чипийн үр дүнтэй бүтээц биш, архитектурал оптик алдагдлыг тооцож, бүх модуль түвшинд хийсэн хэмжилт; гэрлэлтийн гурван түвшинд (100%, 70% ба 40%) ватт/квадрат метр-т хүчдлийн хэрэглээ; системд ашиглагдаж буй видео процессорын хамт интеграцлагдсан орчинд бүх гэрлэлтийн сенсорын дэмжлэхийн баталгаа. 70% гэрлэлтийн түвшинд хүчдлийн хэрэглээ нь онцгой ашигт шаардлага, учир нь түүнээс илүү их гэрлэлт нь ихэнх климатын нөхцөлд өдрийн дунд үеийн хэвийн ажиллах түвшин бөгсөн — бүх 10 000 нит гэрлэлт нь зөвхөн дэлхийн экваторын шууд наран гэрлэлт рүү харуулж буй дэлгэцдүүр шаардуулах ёстой.
Жилийн эрчим хүчний өртгийн тооцооллоор орон нутгийн худалдааны эрчим хүчний ханш нь нэг квадрат метрт тоогоор давсан, хүлээгдэж буй дундаж гэрэлтүүлгийн тохируулгад, төлөвлөсөн өдөр тутмын үйл ажиллагааны цагаар давсан, 365 давсан үзүүлэлтийг ашиглах ёстой. 100м2 талбай гадаад LED дэлгэц 280W/м2 хэрэглэж, 6,500 нит, өдөрт 16 цаг 0.12 кВт/ц-ээр ажилладаг, жилд 19,622 болж төлөвлөж байна. Нэртэй нэгдмэл анод 350W / m2 хэрэглэж, ижил гэрэлтүүлгээр 24,528 -ийн төсөлд 4,906 жилийн ялгаа нь дэлгэцийн ашиглалтын хугацаагаар нэгддэг.
Ихэнх асуултууд
Нэрлэг катодын LED драйвер технологи гэж юу вэ?
Нийтлэг катодын технологи нь LED өнгөний каналыг (цагаан, ногоон, цэнхэр) өөрийн гэсэн оптималжсан эрчим хүчээр хангаж өгдөг. Энэ нь нийтлэг анодтай загваруудын үрэгдсэн эрчим хүчний салхиг устгадаг бөгөөд ижил төстэй гэрэлтүүлгээр нийт эрчим хүчний хэрэглээг 15-25% бууруулдаг.
Том гадаа LED дэлгэц хичнээн их цахилгаан хэрэглэдэг вэ?
100 квадрат метр талбайтай, 6500 нитс гадаа LED дэлгэц (типикийн өдрийн гэрлэлт) ойролцоогоор 28 кВт цахилгаан хэрэглэндэ. Цахилгааны үнэ 0.12$/кВт·цаг, өдөрт 16 цаг ажиллах үед жилийн цахилгааны зардал ойролцоогоор 19600$ бүүрдэ. Шөнө ажиллах үед гэрлэлт 500–800 нитс доошоо буурч, хэрэглээ 8–12 кВт хүртэл буурдэ. Бодит тооцоонууд пиксел зайд, драйвер архитектурад, агуулгын гэрлэлтд хамаардэ.
Дараачин гэрлэлтийн сенсорууд гадаа LED дэлгэцийн цахилгааны зардлыг бүүрдэ хүртэл бууруулж чаддэг вэ?
Дараачин гэрлэлтийн сенсорууд орчин гэрлэлт 50 люкс-аас доошоо унах үед гэрлэлтийг автоматаар 5000–10000 нитс-аас 500–800 нитс хүртэл бууруулж, шөнө ажиллах үед цахилгааны хэрэглээг 80–90% бууруулдэ. 100 квадрат метр талбайтай дэлгэц өдөрт 8 цаг шөнө ажиллаж, цахилгааны үнэ бүүрдэ хамаарч, жилийн хэмнэлт ойролцоогоор 4000–6000$ бүүрдэ — сенсорын техник хангамжийн үнийг хэдхэн сарын дотор бүүрдэ.
SMD ба DIP LED-үүдийн энергийн үр дүнд хооронд ямар ялгаа байдэ?
SMD LED-үүд нь DIP технологийнхонд харьцуулан 80–110 люмен/ватт гэрэл үүсгэнэ. Flip-chip SMD хувилбар нь утасны холболтыг арилгаж, цахилгааны бүртүүлэлтийг багасгаж, дулааны салхилуулалтыг сайжруулж — шүүрлийн температур 5–8°C-аар бүүр хөхрүүлж, гэрлийн хүч 80% түвшинд унах хүртэлх хугацаа ойролцой 10 000 цагаар уртасна.
Энергийн хадгалалттай гадаа бүрхүүлт LED дэлгэцүүд хэдэн цаг ажиллаж?
LM-80 протоколын дагуу шинжилгээд хүндэтгэсэн өндөр чанарын SMD LED модулууд нь тодорхойлогдсон температурын хязгаарын дотор ажиллаж байхад анхны гэрлийн хүчний ≥80%-ыг 50 000–60 000 цаг хүртэл хадгалж. 100 000 цаг MTBF-т үнэлсэн нүүр-катодын зохиомж IC-үүд нь PCB-сборкад дулааны ачааллыг багасгаж, LED модулуудын үйлдлийн хугацаанаас илүү урт үйлдлийн хугацаа бүүр хангаж.
Пикселын зайд гадаа бүрхүүлт LED дэлгэцүүдийн цахилгаан хэрэглээд нөлөөлөх үү?
Пикселын зай нь LED чипийн нягтсүүрт шууд нөлөөлөх бөгөөд гадаа ашиглагдаг P4 дэлгэц квадрат метр тутамд 62 500 LED-ийг агуулдаг, харин P10 дэлгэц квадрат метр тутамд зөвхөн 10 000 LED-ийг агуулдаг. Бага пикселын зайтай дэлгэцүүд ижил түвшний гэрлэлт үед квадрат метр тутамд илүү их хүчлүүн хэрэглэдэг, учир нь илүү олон LED чип нь нэгэн зэрэг цахилгаанжуулдаг. Гадаа ашиглагдаг P4 LED дэлгэц 5000 нитс гэрлэлт үед ертөнхийн 320–380 Вт/м² хүчлүүн хэрэглэдэг, харин ижил гэрлэлт үед P10 дэлгэц ертөнхийн 180–220 Вт/м² хүчлүүн хэрэглэдэг.
