提升LED電子看板壽命 整合保護電路不可輕忽

LED數位看板的顯示畫面是由顯示模組構成，採模組化設計可快速因應設備問題更換故障模塊。suncoast

電子看板(digital signage)由於設置場所差異，若是在戶外，大多會選擇使用辨識度更高LED材料組建，若是室內，則LCD、PDP等平面顯示器就會成為首選。但基本上應付大尺寸的裝設需求，目前不管室內？室外選用LED電子看板應是兼具成本效益的選擇，但LED發光元件畢竟在運行時會產生高溫，為了保護設備、延長使用年限，對應的整合保護電路就不可輕忽...

LED digital signage其實在生活中相當常見，因為只要牽涉到戶外或是大尺寸廣告訊息、資料訊息呈現，使用LCD或PDP這類平面電視進行畫面組構，雖然一樣可以達到尺寸放大的展演效果，但組構電子看板的屏幕成本卻不見得能夠負擔，評估使用效益與成本還是LED數位看板更具競爭力。

數位看板設置環境惡劣

而為了提升LED數位看板的展示效果，通常LED數位看板會選用高亮度、高功率的顯示模塊進行整合，對於模塊裡頭單一LED發光元件的亮度要求越來越高。但亮度提升後相對也會使得該整合模組的運行溫度會因此提高，若LED數位看板裝設環境在無遮蔽物的頂樓、道路兩側，LED數位看板設備受風吹、雨淋、烈日曝曬，難保不會因戶外日夜溫差大而導致LED數位看板單位顯示元件材料劣化，致使LED元件發光效果提早出現光衰現象。

此外，投資LED數位看板硬體設備，先不論展示區段的架設環境租金成本，基本上LED數位看板的料件、顯示模組、數位看板控制模組、電力線佈設與網路通訊整合，投入的成本動輒百萬，對維運業者來說負擔也相當重。

因此，在選擇LED數位看板解決方案前，仍須針對顯示模組設計、維運設計、組構模組化設計、網路通訊設計等各方面一一檢視，尤其是設備的安全性監控設計方案更為重要，與隨時透過網路遠端遙控資料傳輸與電子看板運行狀態自我檢查等設計機制，都是評估重點。

霓虹燈型看板展演效果有限、動態偏低

早期的資訊看板大多會選擇霓虹燈進行建構，但以霓虹燈為基礎的電子看板實際上在動態表現感覺較死板、不活潑、動態不足，展示設備的呈現內容無法吸引人關注，導致廣告收益也因此受限。

現在這類大型看板版位、區位相對搶手，廣告業者為了加速回收投入資金，也願意投入更高的建置成本部署LED數位看板，利用高度動態、內容呈現高自由度的LED數位看板優勢，解決以前霓虹看板塑型難度較高、內容過於單調的問題，再搭配無線網路、網通專線等遠端控制與監看LED數位看板展演狀態，甚至還能利用雲端服務即時更新LED數位看板所呈現的廣宣素材，使用彈性較霓虹看板更高。

如果就LED數位看板之實用性、便利性觀察，LED數位看板的展示特性已完勝CCFL霓虹燈管式的數位看板，只是LED為採用固態光源式驅動，驅動形式與冷陰極管的高電壓電子驅動形式完全不同，系統設計為將市電(交流電)轉換成直流電、搭配高電流驅動光源材料，反而在電路設計安全方面，需要針對LED數位看板使用電能狀況慎重評估與考量。也因LED數位看板的組建成本相當高，因此，導入應用的企業或單位，大多對其的使用壽命期待更高，好藉以拉高廣告版面的使用成本！

LED數位看板具高度動態表現  播放精緻動畫、廣告更吸睛

為滿足戶外廣告業對LED數位看板的投入回收期待，LED看板規劃工程師必須考量電子看板的產品壽命、維護成本與相關變化參數，必須從電源管理、功率密度、驅動電路過電壓保護、LED數位看板模組過溫保護等設計重點，在LED數位看板發生問題的初期即時發出警訊，利用自動化區塊模版的主動式安全管理控制機制，避免設備損壞災損擴大，確保廣告商的投資能確實回收，但LED的固態光源架構獨特性，也為LED數位看板帶來更多保護電路的設計挑戰。

LED在看板設計，在驅動電路若未能增設過載問題偵測與問題改善，通常因為驅動顯示模組的電流相當大(需維持高亮度呈現)，若無適當安全機制設計，很容易就會因為過載導致設備受損！一般中小型LED看板設計方案，通常會使用線性驅動維持LED元件發光所需電能，但線性驅動畢竟只能用在中小型系統，若在大型LED數位看板系統設計，則必須改採能源轉換效能更高的交換式電源供應LED光源使用。

驅動LED數位看板電力消耗高  電力系統也須增設安全保護機制

而在交換式電源部分也可搭配保護電路設計，在模組內可以搭配限流電阻，避免故障模塊裡頭的元件損壞透過供應電流限制，減少模塊問題擴增，減低維修成本，而更務實的作法為搭配PPTC(Polymeric Positive Temperature Coefficient)安全保護元件(可復式保險絲Resettable Fuse)，因應模組PCB周邊環境溫度驟增時，自動變化成高阻抗狀態，藉此達到限制電流過載的設計目的。

PPTC元件本身特性可在出現電流過載狀況時，即時透過環境狀態產生高阻抗，形成電流限制效果，防直過載問題影響到周邊正常顯示模組或設備，除非原有的模組電路已存在的過載問題經維修排除，PPTC保護元件才會恢復原有的低阻抗狀態(俗稱復位)，令電源電路輸出正常狀態。

此外，LED數位看板採行大量高亮度LED元件，因此設備機組對於「溫度」的安全要求相當高！尤其是LED數位看板設置環境通常在高速公路兩側、大樓住宅頂樓，若溫度控制安全性偏低，也可能因為設備問題導致火災災損發生。由於LED為使用固態光源原理，是利用PN接面偏壓產生光輸出反應，PN接面在發光過程本來就會產生溫升，如果LED元件產生的工作溫度無法快速散逸，或是持續使展示模組暴露在高溫下運行，將加速整個LED數位看板部分顯示模組的光衰發生。

LED展示模組搭配主動散熱  單位顯示模組也需有運作安全監控

常見作法會在LED數位看板內部針對顯示模塊進行主動散熱，一方面避免展示模組出現過溫影響元件或模組壽命，減緩光衰問題影響，而在LED數位看板內部也可搭配PPTC被動保護設計感測關鍵驅動電路的工作溫度表現，當部分模組出現異常高溫也可即時利用PPTC元件發現同時啟動安全保護機制，避免顯示模組出現過溫影響壽命，甚至燒融的公共安全問題。

尤其是超過七成的LED數位看板多設置戶外，若是高動態的全彩動畫展演型LED數位看板，所使用的屏幕解析度會要求較高、LED發光元件排佈會較密集，因此LED數位看板在顯示模組的本身的溫升就相當驚人。多數的設計方案為減緩LED發光元件因高溫而減少使用壽命，所搭配的主動散熱系統多數會採用全時運作方式持續給予顯示系統充分的散熱支持，只要電子看板啟動運作，散熱系統即同步進行強制氣冷，即便此舉將造成LED數位看板整體耗能損失，但卻可以使LED數位看板的個別顯示模組能有較佳的運作環境，同時也可以避免溫控安全機制誤動作造成設備頻頻出現過溫保護假警報問題。