一、LED显示屏散热问题
LED显示屏的热量主要来自两个方面,一个是供电的开关电源,另一个是LED驱动芯片。显示屏在长时间的工作中LED驱动芯片的表面温度可以达到70-75℃,如果所产生的热量不能及时的排出,导致屏体温度超过驱动芯片和LED灯的工作温度,就会造成显示屏亮度不一致,颜色不正常等显示质量下降的现象。长久工作在这种状态,极大地影响LED的发光特性,更会导致显示屏的使用寿命缩短。
下面是LED亮度与温度的关系曲线,可以明显的看出:随着温度的升高,红色与绿色LED的亮度出现衰减,而蓝色LED的亮度上升,红色LED对温度尤为敏感。
散热问题导致显示质量下降的现象,可被有经验的技术人员肉眼观测到,但定量的分析、查找原因则需要专业测量仪器的数据支持。另外,如果显示屏本身的亮度均匀性不理想的情况下,散热不均衡导致的亮度变化也会被淹没。中科维优公司的SV-1 LED屏多像素亮度高速测量系统可以快速获取全屏每个灯点的亮度数据,并通过逐点校正将显示屏亮度均匀性大幅提高,从而将散热不均衡导致的问题凸显出来,供分析和改进设计。
二、散热问题分析实例
以下为使用SV-1系统在某LED屏工厂的逐点校正与散热分析实例。
被测的显示屏为P10户外全彩显示屏,箱体尺寸640mm*480mm,驱动芯片为MBI5024,共4个箱体,每个箱体内使用两台5V40A带电源,一台120*120mm的风扇。
黑屏点亮后立即测量,并进行逐点校正,校正后肉眼观测,可看到显示屏均匀度大幅提升,用白色255继续点亮老化一段时间后,发现屏体上出现模组边框亮中心暗的现象,且显示白色时模组中心偏绿蓝。
SV-1系统中提供用像素亮度的实测值画出的亮度分布图,以最低亮度点为0,最高亮度点为255。校正前后及继续老化10分钟、20分钟后的实测亮度分布图如图2:
图中可以看到,
1、经过校正后,RGB三色的均匀度均得到大幅改善
2、10分钟后,红色出现模组中心暗,边缘亮的“格子”现象
3、20分钟后,“格子”现象更为明显。
4、绿蓝两色虽也有轻微的格子现象,但远没有红色明显。
校正前后、10分钟后,20分钟后SV-1实测的像素亮度均方差对比如表1:
数据显示:
1、校正后,RGB三色的均方差指标均得到很大改善。
2、用白色255点亮老化10分钟、20分钟后,RGB三色的均方差指标均出现不同程度的恶化,红色尤为严重。
3、然而即便是老化10分钟后,20分钟后,屏体均匀度指标依然远远优于校正前。
4、正因为逐点校正将显示屏像素亮度一致性调整到最佳状态,才使得“格子”现象被更清晰地观察到。
那么“格子”现象是如何产生的呢?我们初步判断是由于显示屏点亮时间长了之后,散热不充分,导致内部热分布不均衡造成的。如果模组中心散热不如边缘充分,中心温度就会高于
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