LED显示屏的散热设计

LED艾比森光电股份贺焱高温会导致电子元器件的失效概率快速加大，从而导致LED显示屏的牢靠度下降。为了把握LEDLED过规定的最高允许温度，需要进展LED显示屏的散热设计。LED显示屏的散热设计，怎样才能低本钱、高质量，是本文探讨的内容。一、散热设计的相关学问热量传递的两个根本规律：热量是从高温区流向低温区；高温区发出的热量等于低温区吸取的热量。热量的传递有三种根本方式：导热、对流和辐射。导热：气体导热是由气体分子不规章运动时相互碰撞的结果。金属导体中的导热主要热机理主要靠弹性波的作用。对流：指流体各局部之间发生相对位移时所引起的热量传递过程。对流仅发生在流体〔风扇等引起的，则称为强迫对流。辐射：物体以电磁波形式传递力气的过程称为热辐射。辐射能在真空中传递能量，且有能量形式的转换，即热能转换为辐射能及辐射能转换成热能。选择散热方式时，应考虑以下因素：LED显示屏的热流密度、体积功率密度、总功耗、外表积、体积、工作环境条件〔温度、湿度、气压、尘埃等〕等。按传热机理，有自然冷却、强迫空气冷却、直接液体冷却；蒸发冷却；热电致冷；热管传热等散热方式。常见的几种散热方法比照方下：常见的几种散热方法比照方下：自然冷却强迫空气冷却直接液体冷却蒸发冷却散热力气W/cm²〔温升40℃时〕0.040.30.61.1实现简洁较简洁较困难困难重量或体积高中低低噪音或振动无高低低功耗无高低低费用低中高高修理性简洁较简洁较困难困难用的就是蒸发冷却的散热方法。二、LEDLEDLE驱动IC、开关电源。因此，需要对LED显示屏进展散热设计，在热源与外部环境之间供给一条低热阻通路，保证热量顺当传递出去。1800℃时，有意义的热辐射波长位于0.38~100μm0.76~20μmLEDLED见光吸取。从LED显示屏的使用状况考虑，租赁屏、户内固定安装屏多用自然冷却散热的方法，户外固定安装屏多用强迫空气冷却散热的方法。户外固定安装LED显示屏，在整个屏幕安装时，就要考虑散热设计。受安装地点的限制LEDLED关心散热措施。对LED显示屏大屏幕来说，只有自然冷却散热的方式，散热力气比较差。因此，LED显示屏箱体的散热设计显得尤为重要。从LED显示屏箱体使用牢靠性、维护本钱等多个角度综合考虑，用风扇进展强迫对流冷却散热，是比较好的散热方式。果。这就涉及进入LED20º60º着流淌方向。LED防止气流短路。进气孔、出气处需设置过滤网，以防杂物进入箱体。设计时应使自然对流有受热体积膨胀的因素，出风口面积应为进风口面积的1.5倍—2倍。开关电源等发热较大的风路。风扇安装在系统中，由于构造限制，进风口和出风口常常会受到各种阻挡，其性能曲线会发生变化。依据实际阅历，风扇的进出风口最好与阻挡物有40mm的距离，假设有空间限20mm。是热风，对风扇的寿命将产生严峻的影响。对风扇厂家，一般均以60℃作为标定风扇寿命MTBF605℃，风扇寿命下降一半。考虑承受抽风还是吹风方式时，可以参考下表的吹风与抽风方式比照。考虑承受抽风还是吹风方式时，可以参考下表的吹风与抽风方式比照。序号序号吹风方式抽风方式1部换热猛烈，适用于发热器件比较集中风道比较简洁的状况。的状况。2风扇出口四周气流主要为紊流流淌进入风扇的流淌主要为层流状态。3风扇工作在较低的空气温度下，风扇寿风扇在出风口高温下气流工作，寿命会受命较长。影响。4吹风时在箱体内形成正压，可以防止缝机柜内形成负压，缝隙中的灰尘会进入箱隙中的灰尘进入箱体。体内。箱体内模组的散热设计，也是需要考虑的。不良的散热设计，会使显示效果不佳，消灭PCB件聚拢在PCB以以下图为散热设计的流程图。三、LED显示屏散热设计实例下面以实际安装的户外固定安装LED显示屏为例来探讨散热设计。LED显示屏，型号为A168812023nit1150W。LEDLED先来计算空气对流量,计算公式为L=Wr/〔Cρ〔tn-tl〕〕L：空气对流量，m3/s；Wr：空气强迫冷却散热量；C：空气的比热容，kJ/(kg℃)；ρ：空气的密度，kg/m3；tn：箱体内部温度，℃；tl：降温系统输入的冷空气温度，℃依据上面的公式，可以知道，假设要保证LED显示屏箱体内部空气温度不超过tn℃，降温系统需要输入冷空气的进风量为Wr/〔Cρ〔tn-tl〕〕m3/s。LED显示屏箱体需要散热的热量为WWLED止白色画面时，A1688300W，即Wr=0.3KW。通常状况下，LEDLED光源的发热量占整屏发热量约45%、驱动局部发热占整屏发热量约50%、把握器及连接线等5%。空气的比热容、空气的密度，与空气的温度、湿度、压力有关。查当地的历史气候数据，考虑到最不利的气候条件，确定C=0.7kJ/(kg℃)、ρ=0.7kg/m3。箱体内部温度tn，是指箱体内的最高空气温度，通常在箱体的上部。查开关电源、驱ICtn60℃。依据当地气候资料及安装特点，确定降温系统输入的冷空气温度tl为40℃。L=0.3/〔0.7*0.7*〔60-40〕〕=0.031m3/s再来计算风扇处开口面积及风扇选型。依据安装地点的状况，承受通过风扇鼓风的散热方式。50CFM0.023m3/s。因此，选用两个风扇鼓风。箱体后面的设计见上图。设计完成后，需要实际测试验证。测试结果见下表。试验温度记录表〔单位℃，试验条件：40℃高温房，亮度12023nit，全白静止画面〕最高温度最高温度鼓风口空气温度40.5出风口空气温度58.366.166.3接收卡温度44.5RIC81GIC86.8BIC79.4R82G87.8B79.9通过良好的散热设计，这块安装在国外的通过良好的散热设计，这块