LED顯示屏散熱問題分析

LED顯示屏為什么能夠得到廣泛使用，我的總結是以下幾點：

1. 可延展性：LCD屏做的越大，生產線設備投入越高。而LED顯示屏尺寸的增大是很容易的，就像搭積木一樣。分辨率也方便根據用戶需求實現。

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本身是節能無污染的產品。

LED目前遇到最大的問題是散熱，LED顯示屏也是一樣。LED顯示屏的功耗很大，相當一部分能源浪費在發熱上。發熱會帶來以下幾個問題：

1. 波長漂移：波長漂移會讓顏色校正出現問題，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么強，特別是藍燈。當溫度升高時就出現一個問題，不同顏色的LED發出的亮度是不一樣的，

3． 溫升導致LED壽命縮短：根據美國一家試驗室數據，結溫從63C升高到74C, LED壽命從36,000小時降低到16,000小時。

4． 過多散熱部件導致系統成本升高。

5． 浪費能量，提高了使用者成本。

那么熱量從哪里來的呢？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供電為例：

電源電壓：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. 驅動壓降：1.8V(G/B) or 3V(R)壓降，驅動部分發熱占總發熱的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。