EN
Зашто је ефикасно управљање топлотом од суштинског значаја за рад и трајање живота ЛЕД екрана
Како температура уједињења (ТЈ) утиче на одржавање лумена, конзистенцију боје и L70 живот ЛЕД екрана
Због своје суштине, температура уједињења (ТЈ) представља праву дефиницију топлотног управљања и његову примену као што се примењује на ЛЕД-ове уграђене у високомоћне екране. Као општа правило, повећање температуре од 10 степени Целзијуса у односу на идеалну оперативну температуру узрокује пад светлосне снаге од 5% због пада квантне ефикасности. Поред тога, повишена ТЈ убрзава распад фосфора који утиче на конзистенцију боје. Када системи за приказивање боја доживљавају прелаз боје, то се карактерише као несагласност у боји приказивања када Δu'v' прелази 0,002. Постоји још једна метрика коју треба узети у обзир, која се назива Л70. То је метрика која описује трајање времена пре него што светлост падне на 70% своје првобитне вредности. Л70 такође утиче на ТД, јер Аренјусова кинетика наводи да повећање ТД између 10 и 15 степени Целзијуса може, за све намере и сврхе, смањити животни век фосфора за 50%. Ситуација се погоршава када је присутан топлотни бег јер то значи да се у покушају да се замени изгубљено светло, генерише додатна топлота која покреће топлота генеришућу затворену петљу у екрану.
Добро топлотно управљање ТЈ-ом је важно, али постаје апсолутно неопходно када покушавате да одржавате стабилност осветљености, тачност боје и тврдњу о трајању 50,000 сати. Ово је случај за контролу ТД око 80 степени Целзијуса.
Слабо топлотно управљање представља значајне проблеме поузданости за спољне ЛЕД дисплеје. Високе температуре, које се стварају и споља (солјеко) и унутра, могу прећи 45 степени Целзијуса, што резултира температуром у зглобу (ТЈ) која прелази 100 степени. На таквој повишене температуре, појављују се хроматска померања (> 0,005), што доводи до неравномерног приказивања црвеног и плавог тона, што значајно смањује визуелну квалитет реклама или уметничких приказивања. Поред тога, топлотни циклус доприноси проблемима поузданости у ванземним ЛЕД екранима, посебно неуспеху спојавача, деламинирању супстрата, топлотном циклусу деградације енкапсуланта и смањењу оптичке преносности енкапсуланта због каштање. На основу података о поузданости у стварном свету, дисплеји који су изложени топлинском стресу имају 40% већу стопу неуспеха од дисплеја који су изложени контролисаном топлинском стресу, а дисплеји који су изложени топлинском стресу обично имају стопу неуспеха од око 1 неуспех сваких 18 месеци. Овај проблем је посебно распрострањен на екране великог формата који имају изузетно високе трошкове повезане са заменом. Према истраживању Института Понемон (2023), трошкови за замену дисплеја могу прећи 740.000 долара.
Дакле, добар топлотни дизајн није само бонус, он је неопходан за очување гладног рада.
Пасивна, активна и хибридна архитектура распршивања топлоте за ЛЕД екране
Оптимизовано пасивно хлађење: Алуминијумски грејачи са прстима, дизајн топлотних путева и природна граница конвекције у запечаћеним кућама за ЛЕД екране
Пасивни системи хлађења ослањају се искључиво на принципе физике и за разлику од других система, не користе никакве покретне делове или електричне компоненте. Користећи природни конвекциони процес, многи произвођачи ће укључити алуминијумски топлотни радник са перљачицама јер може повећати површину конвекционог топлотног радника за фактор 3-5, за разлику од конвекционе равне плоче. Међутим, у екстремном степену запечаћени кабинети значајно ометају проток ваздуха до тачке да кабинет може створити 50% смањење топлотне перформанси кабинета. Стога је неопходно створити топлотне путеве који могу равномерно интегрисати топлоту широм затвора како би се смањио топлотни отпор околном ваздуху узрокован МЦПЦБ-ом. Међутим, постоји елемент компромиса. Иако ће повећани проток ваздуха сигурно побољшати стопу топлотне проводности, повећани проток ваздуха такође ће повећати појаву прашине и влаге.
Када температуре изван куће прелазе 35 степени Целзијуса, пасивни системи за хлађење се боре да одрже температурне нивое који су безбедни за ЛЕД, што доводи до тога да дисплеји брзо губе сјај и скраћују њихов укупни животни век.
Активна и хибридна решења: проток ваздуха поддржани вентилатором, интегрисани разменници топлоте и климатизовани кабинети за диод екране великог формата
Активна и хибридна решења за системе управљања топлотом подижу топлотно управљање за диснесе са високом снагом и великим форматима, посебно оне са високом густином пиксела (пониже од П1.5), на други ниво у поређењу са традиционалним пасивним системима. На пример, унутрашњи проток ваздуха кроз аксијални вентилатор може побољшати перформансе грејача и повећати пренос топлоте (око 70%) у поређењу са истим подносником без аксијалног проток ваздуха (у лабораторијским условима). Течни и ваздушни разменници топлоте се такође користе у хибридним системима. У чврсто упакованим ЛЕД матрицама, ови системи су у стању да одвуку топлоту и затим испусте ту топлоту кроз спољне матрице, што их чини ефикаснијим за ултра фине пич дисплеје или високе нивое осветљености. У неким екстремним окружењима (као што су пустиња или обална подручја), неопходне су климатички контролисане затворе. За оне системе које се користе, контрола температуре се често постиже уз помоћ термоелектричних хладилника или система на бази хладњака, а унутрашња температура се одржава испод 40 °C без сунца (и без самих грејања екрана од сунчеве светлости).
Паметне технологије и промене у цене повећавају сложеност и буџетске захтеве за продужење живота Л70. Међутим, произвођачи извештавају о продужењу Л70 од 25-50% у стварним условима на терену. Тренутни паметни контролери модулишу моћ хлађења, на основу измерених температура на различитим локацијама у систему, оптимизујући уштеду енергије уз продужење живота компоненти.
Инновативни материјали за топлотну управљање за компактне и поуздане ЛЕД екране
У дисне диоде дисне, металне диоде су основно средство распршивања топлоте за мале, густе компоненте јер интегришу топлоту која се шири у плочу. Са топлотном проводношћу од 200 до 220 Вт/мК, алуминијум нуди јефтину опцију погодну за већину апликација у унутрашњости, али када се наклоност спушти испод П1.5, многи произвођачи се одлуче за бакарне плоче, упркос томе што су трошкови материјала 2 до 3 Са топлотном проводношћу од око 400 В/мК, бакарне плоче боље управљају топлотом у густим конфигурацијама и су супериорне у управљању интензивним топлотним точковима. Осим тога, бакар се мање шири од алуминијума, што значи да је мање ризика од неуспеха споја за лемљење. На 16,5 ппм/°С, бакар се шири мање од алуминијума (23 ппм/°С) и тестови су показали да ово својство може повећати радно време ванђорних ЛЕД екрана за 30% због честих температурних циклуса који се доживљавају током употребе, као што је дефинисано
Материјали за топлотне интерфејсе са високом поузданошћу (ТИМ): упоређивање перформанси падова за промену фазе, проводних лепила и раствора на бази графита под топлотним циклусом стреса
Термички интерфејс материјали, или ТИМ, заузимају микроскопске празнине између ЛЕД-а и грејача, али не раде сви исто под различитим температурама. У случају падова за промену фазе, изгледа да је топлотни отпор константан, на око 0,15 до 0,3 степени Целзијума по квадратном инчу по вату, након хиљада циклуса између -40 степени и 125 степени Целзијума. Такође добро раде на неравномерним површинама. Проводилачки лепило такође је добро у механичком држању компоненти заједно, али након око 1.000 циклуса, они имају тенденцију да не функционишу јер се честице оседе унутар лепила и он се растиње док се слој лепила постаје залепљив. Пади на бази силикона су такође надмашени анизотропним графитним филмовима, који могу постићи топлотну проводност од 1.500 вата по метри Келвина док смањују топлотну отпорност за око 35% у поређењу са падовима на бази силикона.
Очишћење је немогуће са конструкцијом графитних филмова, који помажу у хармонизацији неједнакости различитих материјала топлотне експанзије и контракције, чак и са великим ЛЕД панелима који подлежу понављаним топлотним циклусима.
Проверка пројекта и прогнозно топлотно инжењерство за ЛЕД екране
Од симулације до стварности: коришћење ИР термографије, COMSOL мултифизичког моделирања и термичке оптимизације засноване на распореду за диснезе са високом густином
Прогнозе топлотне инжењерске технологије су један од начина да се дефинише теорија и стварност за те густе ЛЕД екране које доживљавамо скоро свуда. Када се моделирају и симулирају вруће површине, у овом случају за густу ЛЕД екрану, транзиторне топлотне симулације показују да су у оквиру 3 степени Целзијуса од стварних мерења за врућу површину. Симулирани резултати се користе за предвиђање где ће се гореће тачке налазити као резултат нивоа снаге. Зависно од окружења и нивоа снаге, и наравно, услова који су коришћени за симулацију, резултати се могу користити за друге симулације које се спроводе на истом објекту након што се термичка својства друге компоненте користе у транзиторној термичкој симулацији. Затим, у извесном смислу, имамо топлотни модел који управља другим топлотним моделима хипотезираним и неиспитаним као резултат окружења. Да, ово се обично дешава. Ово је у суштини једна од претпоставки ИР термографије за потребе моделирања. Стога се може користити за тестирање стварних физичких и топлотних својстава узорка. После свега овога очигледно и генерално, резултати тестова су објашњење теорије за модел.
Промјена распореда ЛЕД група, прилагођавање њихових празнина и промена геометрије топлотног одвођача могу смањити топлотни отпор за 15% -30%. Ова побољшања ублажавају померање боје, смањују проблеме повезане са топлотним стресом и осигурају да ће ЛЕД-ови наставити да раде преко 100.000 сати у критичним апликацијама.
Често постављене питања
Шта је температура уједињења (ТЈ) и зашто је важна за ЛЕД дисплеје?
Температура прелаза (ТЈ) је температура на извору светлосне генерације у ЛЕД-у. То негативно утиче на одржавање лумена, конзистенцију боје и Л70 ЛЕД екрана. Виши ТЈ резултира мањом емисијом светлости, бржим разлазом фосфора и краћим животним временом.
Које су последице лошег топлотног управљања на ванземним ЛЕД екранима?
На отвореном дисплеји се обично осећају високе температуре околине. Лоша управљање топлотом може довести до хроматских померања, веће стопе неуспјеха компоненти и смањен живот дисплеја. Високе температуре окружења узрокују високу температуру уједињења (ТЈ) у ЛЕД-овима што резултира несагласностима боје и трајним оштећењем дисплеја.
Које су разлике између пасивних, активних и хибридних система хлађења?
Пасивни системи хлађења обично користе грејаче направљене од алуминијума и хлађене природном конвекцијом, док активни системи хлађења укључују системе вентилатора и пумпе за повећање конвекције. Хибридни системи користе комбинацију ваздуха и течности за хлађење за ефикаснију конвекцију, посебно када су топлотне оптерећење веће.
Зашто су ПЦБ са металним јездом важни у ЛЕД екранима?
Метални ПЦБ са алуминијумским или бакарским базама су од суштинског значаја за ЛЕД екране, посебно за екране са финим звуком, где је уклањање топлоте критично. Поред тога, бакарни ПЦБ-ови су у стању да ефикасније уклањају топлоту и имају нижи коефицијент топлотне експанзије, стога полимерни лепила имају тенденцију да имају већи живот у таквим апликацијама.
