led显示屏散热方案(led屏散热量)

长时间暴露在高温下,会导致LED显示屏加速衰减、寿命缩短,电子元件发生故障的概率也会迅速增加。因此,显示屏的可靠性降低。因此,解决LED显示屏的散热问题是LED显示屏生产中非常重要的一环。那么什么样的设计才能降低成本、提高效率呢?

传热有两个基本规律:热量从高温流向低温;高温时放出的热量等于低温时吸收的热量。

led显示屏散热方案(led屏散热量)

传热有三种基本模式:传导、对流和辐射。

热传导:气体中的热传导是由气体分子不规则运动的碰撞引起的。金属导体中的热传导主要是通过自由电子的运动来实现的。非导电固体中的热传导是通过晶格结构的振动发生的。液体中的热传导机制主要依赖于弹性波的作用。

对流:由流体各部分之间的相对位移引起的传热过程。对流仅发生在流体中,并且必须伴随着热传导。流体流过表面时发生的热交换过程称为对流传热。由流体的冷热部分之间的密度差引起的对流称为自然对流。如果流体的运动是由外力(风扇等)引起的,则称为强制对流。

辐射:物体以电磁波形式传递能量的过程称为热辐射。辐射能在真空中传递能量,能量形式发生转换,即热能转化为辐射能,辐射能转化为热能。

选择散热方式时应考虑以下因素:热流密度、体积功率密度、总功耗、表面积、体积、工作环境条件(温度、湿度、气压、灰尘等) LED显示屏。

按传热机理有自然冷却、强制风冷、直接液冷;蒸发冷却;热电冷却;传热及其他散热方式。

自然冷却强制风冷直接液冷蒸发冷却

从上表可以看出,自然冷却的散热效果比较小,而蒸发冷却的散热效果比较大。人体出汗降温,采用蒸发冷却方式散热。

从实际应用来看,目前LED显示屏内部热量较高,热量较高的电子元件包括:LED、驱动IC、开关电源等。因此,需要对LED显示屏的散热进行设计,在热源与外部环境之间提供一个低热阻通道,保证热量顺利传递。

当物体温度低于1800时,显着热辐射波长在~100m之间,大部分能量在~20m红外波段。在可见光波段,热辐射能量所占的比例并不大。因此,LED显示屏的内部可以涂成任何颜色。 LED显示屏的外部应涂成浅色,以避免吸收可见光。

从LED显示屏的使用来看,租赁屏和室内固定安装屏采用自然冷却散热,而室外固定安装屏则采用强制风冷散热。

全屏安装显示器时,应考虑散热设计。由于安装位置的限制,随着LED的减少,越来越多的客户在户外佩戴裸露的LED显示屏,而没有其他辅助散热措施。对于LED显示屏来说,只有自然散热,散热能力较差。因此,LED显示屏的散热设计尤为重要。考虑到LED显示屏的可靠性和维护成本,采用风扇进行强制对流冷却散热是较好的方式。

被加热的电子元件与冷空气之间的热交换面积以及被加热的电子元件与冷空气之间的温差直接影响散热效果。这涉及到LED 显示屏箱体的风量设计和风道设计。设计通风管道时,尽可能使用直管道输送空气,避免急转弯和弯曲管道。通风管道应避免突然扩张或收缩。扩张角不应超过20度,收缩锥角不应超过60度。通风管道应尽可能气密,所有搭接接头应顺流向。

有几点需要注意:进风口应设置在箱体的下侧,但不能太低,以防止灰尘和水进入安装在地面上的箱体。通风孔应位于箱体上侧附近。空气应从箱体的底部到顶部循环,并应使用专门的进风孔或排气孔。应允许冷却空气流过热电子元件并防止短路。进风口和出风口应安装过滤器,防止杂物进入箱内。其设计应确保自然对流有助于强制对流。进气口设计远离排气口。避免重复使用冷却空气。考虑到受热风量的膨胀,出口面积应为入口面积的2倍。开关电源等大型发热电子元件应尽量靠近进风口放置。确保散热器凹槽的方向与风向平行。散热器凹槽不能堵塞风道。

当风机安装在系统中时,由于结构限制,入口和出口经常被堵塞,性能曲线会发生变化。根据实践经验,风机进出口应距障碍物40mm。如果有空间限制,则至少应为20mm。

通常,风机进出口的空气温度是风机选型的限制条件。在通风的情况下,风扇吸入热空气,会严重影响风扇的寿命。对于风扇制造商来说,普遍采用60作为确定风扇寿命MTBF的条件。如果风扇应用的环境温度高于60C,每升高5C,风扇的寿命就会减少一半。

当考虑使用空气还是空气吹扫时,请考虑下表比较空气吹扫和空气吹扫。

1、送风不均匀,送风有一定方向性,局部传热强。适用于加热装置集中的场合。送风均匀,适用于分布比较均匀、风道比较复杂的加热装置。

2、风机出口附近的流动以紊流为主。进入风机的气流主要为层流。

3、风扇运行温度更低,使用寿命更长。风扇工作时出风口温度较高,影响风扇的使用寿命。

4、吹气时,箱内形成正压,可防止缝隙中的灰尘进入箱内。柜内存在负压,缝隙中的灰尘会进入柜内。

腔室模块的热设计也需要考虑。散热设计不良会导致显示效果不佳、出现色斑。在PCB上放置加热元件时,尽量考虑热量的均匀分布,不要将热量过大的元件集中在PCB的某个部位。

下面以室外固定安装为例讨论散热设计。

上图为强力聚彩光电有限公司在国外实际安装的户外固定式LED显示屏。 S10全彩显示屏粘贴在外侧。

,亮度5500CD,最大功率923W。大型LED显示屏的散热方式是自然冷却。综合考虑散热成本和散热质量,LED显示屏的散热方式为风扇风强制冷却。

首先计算空气流量,计算公式为L=Wr/(c(TN-TL))

50:空气流量,m3/s; Wr:风冷散热; C:空气比热容,kJ/(kg); :空气密度,kg/m3; Tn:箱内温度,; Tl:冷却系统输入冷风温度,

根据上式可以知道,如果要保证LED显示屏箱体内的空气温度不超过TN,冷却系统需要输入冷空气的进风量Wr/(C(TN-TL ))m3/s。

假设LED显示屏箱体所需的散热量为W,考虑到箱体整个散热过程中自然冷却散热和辐射散热作用较小,所以W认为是风冷散热。 LED显示屏内部发热量的精确计算在工程上不易实现,通常采用估算方法。根据经验,在最大亮度播放静态白画面时,A1688的发热功率约为300W,即Wr=。一般情况下,在LED显示屏中,热值约占整个屏热值的45%,驱动部分的热值约占整个屏热值的50%,而控制器和连接线约占整个屏幕热值的5%。 %。

空气的比热容和密度与空气的温度、湿度和压力有关。查阅当地历史气候资料,考虑最不利的气候条件,确定C=/(kg)、=/m3。

箱内温度TN是指箱内最高空气温度,通常位于箱内上部。检查开关电源、驱动IC等电子元件的规格,确认TN为60。

根据当地气候数据和安装特点,确定冷却系统输入冷风温度TL为40。

根据安装位置,使用风扇散热。

使用公司常用风机,风量为50CFM,换算为/s。因此,选择两台风扇吹。

设计完成后,需要通过实际测试进行验证。测试结果如下表所示。

实验温度记录表(单位,实验条件:40高温室,亮度12000Nit,全白静止图像)

高温对LED显示屏的可靠性影响很大,因此需要进行散热设计。对于户外固定式LED显示屏,应先进行大屏的散热设计,然后再进行箱体和模组的散热设计。对于散热设计,需要先制定方案,确保计算没有问题,然后进行样机测试来验证。测试验证LED显示屏没有问题,实际工作中不会出现高温问题。

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