Chaque été connaît une période de fortes températures et d'humidité. À cette période, l'humidité de l'air atteint 90 % ou plus et la température dépasse les 40 °C. Face à cet environnement extrême, les écrans LED extérieurs doivent relever un double défi : non seulement prévenir l'érosion des composants internes par l'air humide, mais aussi évacuer efficacement la chaleur générée par l'équipement pendant son fonctionnement.

Selon les statistiques de l'industrie, parmi les écrans LED extérieurs qui n'ont pas pris de mesures de protection efficaces :

• Le taux de défaillance causé par l’humidité représente 35 %
• Le vieillissement des composants causé par les températures élevées représente 42 % des causes de défaillance.

L'étanchéité à l'humidité et la dissipation thermique semblent naturellement opposées : l'étanchéité nécessite l'étanchéité, tandis que la dissipation thermique nécessite la ventilation. Cependant, cette contradiction n'est pas inconciliable. LED de visée a résolu avec succès ce problème grâce à l’innovation matérielle, à l’optimisation structurelle et au contrôle intelligent.

Les écrans LED extérieurs équilibrent l'étanchéité à l'humidité et la dissipation de la chaleur

Les dangers de l'humidité

Les écrans LED contiennent des composants sensibles à l'humidité, tels que des perles de lampe, des circuits imprimés et des circuits intégrés de commande. Leurs contacts et circuits métalliques sont sujets à la corrosion électrochimique en environnement humide. Par exemple, lorsque la vapeur d'eau pénètre à la surface du circuit imprimé, le fil de cuivre réagit avec l'oxygène et l'humidité pour former une patine isolante, augmentant ainsi la résistance, voire provoquant une rupture du circuit. De plus, le module d'alimentation peut provoquer un court-circuit dû à la condensation dans un environnement très humide, entraînant une panne catastrophique.

Nécessité de dissipation de la chaleur

Le rendement de conversion photoélectrique des LED est d'environ 30 à 40 %, le reste de l'énergie étant libéré sous forme de chaleur. Prenons l'exemple d'un écran couleur P100 de 6 m² : sa consommation maximale peut atteindre 30 kW, générant environ 100,000 XNUMX kcal de chaleur par heure.

Si la dissipation thermique est insuffisante, la durée de vie du composant sera réduite de 50 % pour chaque augmentation de 10 °C de sa température (loi d'Arrhenius). Plus grave encore, une température élevée accélérera le vieillissement du silicone et la fissuration des soudures, menaçant directement la stabilité de l'écran.

L'essence de la contradiction :

L'étanchéité à l'humidité nécessite une structure entièrement fermée (indice de protection IP65 et supérieur), tandis que la dissipation thermique dépend de la convection d'air. Dans les conceptions traditionnelles, l'ajout de trous de dissipation thermique réduit l'étanchéité, tandis qu'une étanchéité totale entraîne un effet d'îlot de chaleur.

Cette contradiction est particulièrement marquée dans les zones côtières chaudes et humides. Par exemple, un projet d'un fabricant industriel a provoqué une humidité à l'intérieur de l'écran atteignant 95 %, une température dépassant 85 °C et un taux de détérioration des modules atteignant 18 % en raison de défauts de conception.

Percée technologique LED Sight : de la révolution des matériaux à l'innovation structurelle

Réduction de la consommation à la source :

Puce LED haute efficacité

Nous utilisons la technologie flip-chip pour remplacer le câblage en fil d'or par des plots en cuivre, réduire la résistance thermique de 60 % et augmenter l'efficacité lumineuse à 180 lm/W. Par exemple, le projet spécial d'A Sight LED utilise des puces personnalisées, ce qui réduit la consommation d'énergie de 22 % par rapport aux solutions traditionnelles à luminosité égale.

Système d'entraînement intelligent

Introduisez des algorithmes d'économie d'énergie dynamiques (comme la gradation hybride PWM-PAM) pour ajuster automatiquement le courant d'alimentation en fonction de la luminosité ambiante. Les données réelles mesurées montrent qu'il est possible d'économiser 40 % d'énergie en mode nuit tout en réduisant l'intensité des sources de chaleur.

Innovation matérielle

Revêtement imperméable de niveau nano

Des polymères fluorés (tels que le PTFE) sont pulvérisés sur la surface du PCB pour former un film hydrophobe de seulement 5 μm d'épaisseur et présentant un angle de contact de 150° (norme superhydrophobe), bloquant efficacement la pénétration des molécules d'eau. Grâce à cette technologie, le niveau de réussite au test de brouillard salin est passé de L2 à L4.

Technologie de colle d'enrobage thermoconductrice

Le matériau d'enrobage composite résine époxy + nitrure d'aluminium (AlN) est utilisé, avec une conductivité thermique de 3.5 W/m·K, soit cinq fois celle du silicone traditionnel. Le remplissage sous vide assure l'étanchéité au niveau des composants et établit simultanément un chemin de conduction thermique.

Design structurel

• Architecture de dissipation thermique à gradient multicouche
• SightLED dispose d'une conception d'armoire à architecture de dissipation thermique à gradient multicouche, qui comprend trois couches fonctionnelles :
• Couche extérieure : coque en alliage d'aluminium 6063, surface anodisée, zone de dissipation thermique augmentée de 30 % ;
• Couche intermédiaire : canal de dérivation en nid d'abeille, utilisant l'effet cheminée pour former une convection naturelle ;
• Couche intérieure : réseau de caloducs, conduit rapidement la chaleur de la zone du point chaud vers les ailettes de dissipation thermique.

Voir plus ce produit :https://sightled.com/product/dooh-sl-2/

Gestion dynamique de l'humidité

Capteur de température et d'humidité intégré et module de déshumidification à semi-conducteur, démarre automatiquement la déshumidification lorsque l'humidité relative> 60% dans la boîte est détectée, et la consommation électrique n'est que de 15 W.

Il peut réduire l'humidité à moins de 45 % en 30 minutes. Après son application dans un projet phare à Hangzhou, le taux de défaillance annuel moyen est tombé à 0.3 %.

Cas de réussite dans des environnements extrêmes

Écran incurvé Shanghai Paramount : le défi extrême du climat chaud et humide

Paramètres environnementaux : humidité annuelle moyenne 78 %, température extrême 42°C en été

Solution technique :

• Adoptez un module de niveau IP68, une conception d'armoire de maintenance avant ;
• Un ventilateur à flux axial + un conduit d'air labyrinthe sont configurés à l'arrière de l'armoire, réduisant la résistance au vent de 40 % ;
• Surveillance en temps réel de plus de 2000 points de température, réglage intelligent de la stratégie de dissipation thermique.
• Données de fonctionnement : fonctionnement continu pendant 3 ans, taux de défaillance des pixels < 0.01 %, consommation d'énergie réduite de 28 %.

Écran du port du pont Hong Kong-Zhuhai-Macao :

• Réponse à l'environnement marin corrosif
• Protection contre le brouillard salin : fixations en acier inoxydable 316L à structure intégrale, triples bandes d'étanchéité (EPDM+silicone+caoutchouc fluoré) ;
• Gestion thermique : système de circulation de refroidissement par eau de mer, la chaleur est introduite dans l'eau de mer via un échangeur de chaleur en alliage de titane ;
• Réalisations : Test au brouillard salin de 9227 2000 heures conforme à la norme ISO 100,000, MTBF (temps moyen entre pannes) supérieur à XNUMX XNUMX heures.

Tendances futures des écrans LED extérieurs :

Applications des métamatériaux

Un film thermoconducteur en graphène (conductivité thermique de 5300 XNUMX W/m·K) est entré en phase de tests techniques. Associé à la technologie de stockage thermique par matériaux à changement de phase (PCM), il devrait permettre d'atteindre une dissipation d'énergie nulle.

Revêtement auto-cicatrisant

Le revêtement intelligent à structure de feuille de lotus bionique libère automatiquement l'agent de réparation lorsque des microfissures sont détectées et la durée de vie étanche est prolongée à plus de 10 ans.

Conclusion:

L’équilibre entre la résistance à l’humidité et la dissipation de la chaleur est essentiellement une innovation collaborative multidisciplinaire de la science des matériaux, de la thermodynamique et de l’ingénierie électronique.

Avec l’intégration profonde de la nanotechnologie, de l’Internet des objets et de l’intelligence artificielle, les écrans LED extérieurs passent d’une protection passive à une régulation active.

Comme l'ont déclaré les experts de SightLED : « Les contradictions sont le catalyseur du progrès technologique. Chaque défi dans un environnement extrême pousse l'industrie vers une fiabilité accrue. »

Dans la construction future des villes intelligentes, cet art de l'équilibre continuera d'interpréter la coexistence harmonieuse entre technologie et nature. Si vous avez besoin d'un écran LED extérieur résistant aux températures élevées, à l'humidité et aux économies d'énergie, n'hésitez pas à nous contacter.