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【艾比森】百城千屏之LED顯示屏的環保

來源:艾比森        編輯:lsy631994092    2022-10-10 16:58:38     加入收藏

LED顯示屏和人們的生活環境息息相關,如何確保超高清大屏的安全環保也就顯得極其重要,那么LED顯示屏如何做到環保呢?

  深圳市艾比森光電股份有限公司 陳枕鎮

  摘要:2022年1月6日,工業和信息化部等六部門聯合印發了《“百城千屏”活動實施指南》,于2021年10月至2023年6月開展“百城千屏”超高清視頻落地推廣活動。2021年10月26日,國務院印發了《2030年前碳達峰行動方案》,對推進碳達峰工作作出總體部署。LED顯示屏和人們的生活環境息息相關,如何確保超高清大屏的安全環保也就顯得極其重要,那么LED顯示屏如何做到環保呢?

  關鍵詞:LED顯示屏 百城千屏 節能 環保 健康

  2022年1月6日,工業和信息化部、中央宣傳部、交通運輸部、文化和旅游部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺聯合部署,六部門聯合印發了《“百城千屏”活動實施指南》,于2021年10月至2023年6月開展“百城千屏”超高清視頻落地推廣活動。“百城千屏”推廣活動鼓勵在城市重要地段建設超高清大屏,對超高清大屏的落地起到了積極的推動作用。當前,LED顯示屏的應用已十分廣泛,和人們的生活環境息息相關,如何確保超高清大屏的安全環保也就顯得尤為重要。

  2021年10月26日,國務院印發了《2030年前碳達峰行動方案》,圍繞貫徹落實黨中央、國務院關于碳達峰碳中和的重大戰略決策,按照《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》要求,聚焦2030年前碳達峰目標,對推進碳達峰工作作出總體部署,提出了構建綠色低碳循環發展經濟體系、提升能源利用效率、提高非化石能源消費比重、降低二氧化碳排放水平、提升生態系統碳匯能力等五個方面主要目標。

  “雙碳”目標給企業帶來了諸多的機遇與挑戰,對LED顯示屏企業來說,尤其在環保方面提出了更高的要求。那么LED顯示屏如何做到環保呢?主要可以從以下幾個方面著手。

  一、材料環保

  LED顯示屏制造廠商需要積極倡導綠色、低碳、節能、環保的生產理念,恪守可持續發展的企業宗旨,在產品原材料器件上選擇環保材料來制作LED顯示屏,才能確保過硬的安全、節能、環?;A,并且經過科學環保的生產工藝,以達到少耗材、更環保的目標。同時,生產的產品需達到滿足RoHS2.0(2011/65/EU)新指令的要求,且鉛含量小于0.1%。

  在廢棄物循環和回收方面,企業生產的產品還要符合WEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment)報廢的電子電氣設備指令認證,符合管理廢棄電氣和電氣設備的收集、再利用、再循環和回收的標準。例如LED顯示屏所采用的發光主體LED是由無毒的材料制作而成,不像熒光燈含有水銀會造成污染,而且還能回收再利用。

  說明:RoHS是由歐盟立法制定的一項強制性標準,該標準主要用于規范電子電氣產品的材料及工藝標準,使之更加有利于人體健康及環境保護。RoHS標準限值了10種有害物質對人體的危害,其中RoHS規定鉛的含量不能超過0.1%。

  RoHS限值的十項有害物質

  以下為艾比森某產品WEEE測試的結果,物料Reuse/Recycling回收可利用率比標準高出25%,Recovery恢復率比標準高出22%。

  產品材料測試結果 產品各材料分解分析

  艾比森產品WEEE測試報告

  二、節能環保

  LED發光二極管本身具有綠色節能的特點,LED顯示屏由眾多LED排列組成,每平米的最大功耗達到500W左右,對小到幾平米、大到上千平米的LED顯示屏來說,如何實現節能環保是一個重要的課題。目前主要通過以下幾項技術,達到節能的效果。

  1. 共陰/低電壓供電技術

  全彩LED紅綠藍的正向電壓VF值中,紅色約為1.8-2.2V,綠色、藍色約為2.8-3.2V,傳統LED顯示屏因條件限制沒能從節能的角度出發,對于紅綠藍 LED統一采用5V電壓的供電方式,對紅色LED來說供電電壓過剩尤為明顯,導致能耗浪費。

  共陰/低電壓供電技術采用專業的高端節能驅動芯片結合共陰控制電路的特定設計,實現紅綠藍三基色LED的獨立供電,例如紅色LED采用2.8V供電,綠色、藍色LED采用3.8V供電。這樣可使LED供電電壓降低1-2V,能耗減少20%以上,熱量減少20%以上,整屏熱量降低既能減少對周邊環境溫度的影響,同時還可以延長產品中電子元器件的使用壽命。

  共陰/低電壓供電技術在保證產品滿足正常工作需要的同時,節能效果顯著,此外,節能電路設計中還可以通過簡化線路板排布,避免使用高發熱、高阻抗等大功耗電子元器件,選用具有低驅動電壓的電路和元器件替代的方式,以達到降低能耗、減少熱量、降低輻射的目的。

  常規方案 共陰方案

  共陰/低電壓供電要求LED采用共陰封裝或者紅綠藍獨立封裝,電源需要有雙電壓輸出進行供電,同時電路要滿足雙電壓的驅動設計,目前在成本上遠高于原來的共陽方案,隨著節能環保理念的普及和產品技術的不斷革新,相信共陰方案的應用會越來越多。

  艾比森采用共陰技術的戶外P4產品

  2.選用高效率電源

  LED顯示屏需要開關電源把交流電轉換為直流電給模組供電,開關電源相當于小型的“變壓器”,采用有功率因數校正(功率因數0.95以上)且高轉換效率的無風扇電源(轉換效率85%以上),可以大大提高電能的有效利用率,進一步提高開關電源的能量轉換效率,高效的電源應用及合理的供電設計使產品總體產生的熱量大大降低,同時也降低了能耗。

  3.選用高光效的LED

  全彩LED顯示屏的像素點由紅綠藍三基色的LED組成,在達到整屏亮度要求的情況下,選用發光效率高、發光強度值大的LED器件,可以有效降低每一顆LED的工作電流,從而大大降低顯示屏工作的能耗,達到節能的效果。同時,LED低電流工作也可以很好地減小顯示屏的光衰,延長使用壽命。

  4.全方位的散熱設計

  在產品設計散熱時,需要對各電子元器件的排列、導熱材料的選擇、產品結構的組成進行優良的散熱設計,在PCB上放置發熱元器件時充分考慮熱量的均勻分布,避免將發熱大的元器件聚集在PCB的某個局部??茖W地設計整體電路方案,減少內部線路耗電量。另外,產品整體采用自然散熱,無風扇設計,進而減少了散熱風扇帶來的能耗。這樣,產品在實現最大程度節能的同時,也保證了穩定、優異的顯示效果。

  為積極響應碳達峰碳中和的號召,踐行綠色環保理念,促進新一代節能顯示產品的發展,艾比森作為LED顯示屏行業的主導者之一,憑借先進的節能技術,不斷推出新型的LED顯示屏節能產品,部分產品功耗比市面上同類產品節能50%以上,引領行業開創節能新篇章。

  艾比森產品節能認證證書

  三、安全環保

  數百甚至上千平米的大規模使用是LED顯示屏的常態,其綜合功率動輒數十甚至上百千瓦,如此大面積、大功率的設備,其在使用中涉及的安全要求尤其重要。LED顯示屏需要具有可靠的安全保障,滿足GB4943.1-2011信息技術設備安全的要求,符合CCC、CE、UL、FCC、ETL等國內國際相關安全標準。

  以下是部分安規要求:

  防火:主要的關鍵原材料防火等級達到美國UL94-V0。

  交流耐壓:斷開電流≤100mA。

  泄漏電流:漏電流≤3.5mA。

  接地電阻:電阻≤0.1Ω。

  絕緣電阻:電阻>10MΩ。

  接地電阻測試 漏電流測試

  艾比森產品安規測試報告

  四、健康環保

  LED顯示屏產品不但質量要符合標準,而且在生產、使用、消費及處理過程中也要符合環保要求,對生態環境和人類健康均無損害。

  當今社會,人們對自身健康越來越重視,各國對環境也提出了更高要求。從自身工作的環境來講,LED顯示屏應用在戶內外的各種場景,是一款對各類人群及環境影響較大的產品。因此,LED顯示屏除了要保證使用的安全性,還需要做到防藍光和防輻射危害。

  1.防藍光危害

  人眼能感知的電磁光譜可見光為380-780nm的波段,該波段的主要顏色有紫色、靛藍色、藍色、綠色、黃色、橙色和紅色。藍光又稱高能量可見(HEV)光,是波長最短、產生能量最多的可見光(380-500nm)。 所謂藍光危害,是指當藍光輻亮度達到標準規定時,會在較短的時間或瞬間對人眼造成的傷害。不同波長的藍光對于人眼的危害效應是不同的,435nm-440nm之間的藍光對眼睛的危害效應最大,該效應隨著波長的增加而逐漸減小。

  LED顯示產品要滿足光生物安全性(IEC62471/ICETR62778、GB/T 20145-2006),才能有效保護觀看者的眼睛。

  艾比森產品光生物安全性測試報告

  2.防輻射危害

  電磁兼容性EMC是指設備或系統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受電磁騷擾的能力;它包含兩個方面要求,一方面要求產品在正常運行過程中對所在環境產生電磁干擾不能超過一定限值(電磁輻射EMI),另一方面要求產品對所在環境中存在電磁干擾具有一定程度抗擾度(電磁抗擾度EMS),電磁兼容性是衡量產品質量最重要的指標之一。

  EMC測試目的是檢測電器產品所產生的電磁輻射對人體、公共場所電網以及其他正常工作之電器產品的影響。產品需滿足GB/9254-2008、GB/T17618-2012、EN55032/35、 FCC(Part15 Subpart B)等國內國際電磁兼容標準,工業級達到Class A標準,民用級達到Class B標準。通過EMC測試符合標準的產品,可以防止對人體的輻射危害,保證人體健康。

  艾比森產品EMC ClassB證書

  在綠色健康認證方面,中國電子技術標準化研究院出臺了《LED顯示屏綠色健康分級認證技術規范》,獲得綠色健康分級認證的LED顯示屏,不但能很好地體現產品自身的性能,而且還兼顧了觀看人群健康及環境影響的因素,有效保證觀看人群及環境的安全,對促進行業健康發展具有積極意義。

  艾比森產品綠色健康分級認證證書

  五、無噪聲環保

  環境噪聲污染是指所產生的噪聲超過規定的排放標準,并干擾他人正常生活、工作和學習的現象。在現行的法規中,對生活環境噪聲排放源邊界噪聲排放有限值劃分,規定按二類標準即居住的城區,晝間噪聲小于60分貝,夜間噪聲小于50分貝。

  為了減少噪聲,產品需要采用節能設計,使熱量減少,減輕散熱負擔,并采用無風扇靜音設計,這樣產品的工作噪聲聲壓可以控制在10dDB以下,不會給周邊環境帶來噪聲影響。

  艾比森產品工作噪聲聲壓測試報告

  六、無光污染環保

  光污染是指燥光對環境所產生的污染,包括一些可能對人的視覺環境和身體健康產生不良影響的事物。LED顯示屏已經廣泛應用于各類城市空間,屏體的光線如果處理不好對居民生活也會造成一定的影響。

  針對光污染問題,北京、上海、南京等城市陸續出臺了相關法律法規,如北京市在《戶外電子顯示屏設置規范》中規定:在商業區及其周邊設置的戶外電子顯示屏,夜間亮度值應小于等于1000cd/m 2;在其他地區設置的戶外電子顯示屏,夜間亮度值應小于等于400cd/m2;戶外電子顯示屏應具備按照日照強度變化調節顯示亮度的功能。

  目前,行業內主要通過以下幾種方法來解決光污染問題。

  亮度自動調節技術

  針對戶外顯示屏的應用特點,可以通過亮度采集系統,即時采集外界環境亮度,并且通過接收到的環境亮度數據,自動調節顯示屏的畫面亮度,使之與環境的亮度匹配,以防因屏幕過亮影響周邊生活環境。

  亮度手動和自動調節

  高灰度矯正技術

  常規LED顯示屏采用12bit的色彩灰度處理,這樣在一些低灰度和色彩過度處,顏色顯示就會很生硬,影響觀看體驗。而采用16bit的色彩高灰度處理技術,可以極大地改善顯示色彩在過度上的跳變和硬度,使人們在觀看時感覺色彩柔和,畫面過度平滑,避免產生不舒適感。

  低灰階畫面過渡不平滑 高灰階畫面過渡平滑細膩

  發光面霧面處理技術

  LED是單向點發光,如果沒有做相應的處理可能會出現眩光。采用霧面處理技術,可以將LED的發光由點擴大至面,再結合面罩的紋路設計增強光線漫反射,使人們不再感覺光線是由一個點射出,而是感覺整個LED都是一個發光體,光線均勻柔和,從而有效解決LED眩光、剌眼等光污染問題。

  點發光LED示意圖 面發光LED示意圖

  七、企業社會責任

  企業在經營創造價值的同時,還要承擔相應的社會責任,并且獲得相關的體系認證,如ISO9001質量管理體系、ISO14001環境管理體系、ISO 45001:2018職業健康安全管理體系、IECQ QC080000有害物質過程管理體系。

  艾比森IECQ有害物質過程管理體系認證證書

  此外,企業還需重視社會責任建設,注重勞工權益的保護,樹立以人為本的科學發展觀,促進企業和社會的和諧發展。在產品及生產過程都要符合社會和環境的要求,并按照社會責任標準,通過現場檢查、文件審閱、管理層訪談、員工訪談和網絡檢索等進行社會責任(CSR)自檢。其中包括 “管理體系”、“商業道德”、“環境保護”、“化學品安全”、“工時工資”等。

  2018年,艾比森對外發布了《企業社會責任白皮書》,全面地展示了艾比森在經濟、社會和環境方面履行的職責及產生的影響,展現出行業領軍企業的使命和擔當。

  艾比森《企業社會責任白皮書》

  綠色環保是當今的時代主題,LED顯示屏企業在響應國家綠色環保號召的同時,需要積極踐行企業社會責任,為可持續發展做出應有的貢獻。

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