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长沙全彩LED显示屏散热知识

2020-05-02

       一、LED显示屏发热会带来以下几个问题:

    1、波长漂移:波长漂移会让颜色校正出现问题,LED在低温和高温时,波长漂移是比较大。根据实验数据,温度每变化一度,波长变化0.2-0.3nm。

  2、输出亮度降低:每摄氏度温度变化导致1%输出亮度的变化,其中红灯受影响最显著。从-40度180%的亮度,到120度的亮度不到50%,也就是说,红灯的亮度降低近三分之二。相对而言,蓝灯和绿灯亮度都温度影响没那么强,特别是蓝灯。当温度升高时就出现一个问题,不同颜色的LED发出的亮度是不一样的。

3、温升导致LED寿命缩短:根据美国一家试验室数据,结温从63C升高到74C, LED寿命从36,000小时降低到16,000小时。

4、 过多散热部件导致系统成本升高。

    5、 浪费能量,提高了使用者成本。

      二、长沙全彩led显示屏散热设计实例

led显示屏大屏幕的散热方式为自然冷却散热。综合散热成本、质量考虑,led显示屏箱体的散热方式为风扇空气强迫致冷散热。  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,根据上面的公式,可以知道,如果要保证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。

假设led显示屏箱体需要散热的热量为W,考虑到自然冷却散热、辐射散热在箱体的整个散热过程中起到的作用非常小,将W考虑为空气强迫冷却散热量。精确计算led显示屏的内部发热量,在工程上不太容易实现,通常采用估算法。由经验可知:在以最大亮度播放静止白色画面时,A1688发热功率约为300W,即Wr=0.3KW。通常情况下,led显示屏中,LED光源的发热量占整屏发热量约45%、驱动部分发热占整屏发热量约50%、控制器及连接线等占整屏发热量约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=0.7 kJ/(kg℃)、ρ=0.7 kg/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、驱动IC等电子零部件的规格书,确定tn为60℃。

根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))=0.031 m3/s再来计算风扇处开口面积及风扇选型。根据安装地点的情况,采用通过风扇鼓风的散热方式。选用常用的风扇,风量为50CFM,换算为0.023 m3/s。因此,选用两个风扇鼓风。

三、长沙全彩LED显示屏常见的几种散热方法汇总如下:

1、风扇散热,灯壳内部用长寿高效风扇加强散热,比较常用的方法这种方法造价低、效果好。2、利用铝散热鳍片,这是较常见的散热方式,用铝散热鳍片做为外壳的一部分来增加散热面积。3、空气流体力学,利用灯壳外形,制造出对流空气,这是较低成本的加强散热方法。4、表面辐射散热处理,灯壳表面做辐射散热处理,较为简单的就是涂抹辐射散热漆,可以将热量用辐射方式带离灯壳表面。5、导热散热一体化--高导热陶瓷的运用,灯壳散热的目的是降低led高清显示屏芯片的工作温度,由于LED芯片膨胀系数和我们常的金属导热、散热材料膨胀系数差距很大,不能将LED芯片直接焊接,以免高、低温热应力破坏LED显示屏的芯片。6、导热管散热,利用导热管技术,将热量由LED显示屏芯片导到外壳散热鳍片。7、导热塑料壳,在塑料外壳注塑时填充商导热材料,从而达到增加塑料外壳导热、散热能力。8、导热散热一体化——高导热陶瓷的运用,灯壳散热的目的是降低LED显示屏芯片的工作温度,由于LED芯片膨胀系数和我们常的金属导热、散热材料膨胀系数差距很大,不能将LED芯片直接焊接,以免高、低温热应力破坏LED显示屏的芯片。