LED顯示屏的散熱設(shè)計(jì)方法

發(fā)布時(shí)間:2024-02-16
從實(shí)際應(yīng)用中可知,目前l(fā)ed顯示屏內(nèi)部發(fā)熱比較多,發(fā)熱較多的電子零部件為:led、驅(qū)動(dòng)ic、開(kāi)關(guān)電源。因此,需要對(duì)led顯示屏進(jìn)行散熱設(shè)計(jì),在熱源與外部環(huán)境之間提供一條低熱阻通路,保證熱量順利傳遞出去。
物體溫度低于1800℃時(shí),有意義的熱輻射波長(zhǎng)位于0.38~100μm之間,且大部分能量位于紅外波段0.76~20μm范圍內(nèi),在可見(jiàn)光波段內(nèi),熱輻射能量比重并不大。因此,led顯示屏內(nèi)部可以隨意涂敷各種顏色。太陽(yáng)光直射的led顯示屏外部,需涂覆成淺色,避免可見(jiàn)光吸收。
從led顯示屏的使用情況考慮,租賃屏、戶內(nèi)固定安裝屏多用自然冷卻散熱的方法,戶外固定安裝屏多用強(qiáng)迫空氣冷卻散熱的方法。
戶外固定安裝led顯示屏,在整個(gè)屏幕安裝時(shí),就要考慮散熱設(shè)計(jì)。受安裝地點(diǎn)的限制,隨著led顯示屏功耗的降低,越來(lái)越多的客戶將led顯示屏在戶外裸裝,同時(shí)沒(méi)有其他的輔助散熱措施。對(duì)led顯示屏大屏幕來(lái)說(shuō),只有自然冷卻散熱的方式,散熱能力比較差。因此,led顯示屏箱體的散熱設(shè)計(jì)顯得尤為重要。從led顯示屏箱體使用可靠性、維護(hù)成本等多個(gè)角度綜合考慮,用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)迫對(duì)流冷卻散熱,是比較好的散熱方式。
發(fā)熱電子零部件與冷風(fēng)的熱交換面積,發(fā)熱電子零部件與冷風(fēng)的溫度差,直接影響散熱效果。這就涉及進(jìn)入led顯示屏箱體的風(fēng)量大小設(shè)計(jì),風(fēng)道的設(shè)計(jì)。通風(fēng)管道設(shè)計(jì)時(shí),盡量采用直管道輸送空氣,避免采用急劇拐彎和彎曲的管道。通風(fēng)管道應(yīng)避免驟然擴(kuò)展或驟然收縮。擴(kuò)展的張角不要超過(guò)20?,收縮的錐角不要大于60?。通風(fēng)管道應(yīng)盡量密封,所有搭接都應(yīng)順著流動(dòng)方向。
led顯示屏箱體設(shè)計(jì)時(shí),有幾點(diǎn)需注意:進(jìn)氣孔應(yīng)設(shè)置在箱體下側(cè),但不要過(guò)低,以免污物和水進(jìn)入安裝在地面的箱體內(nèi)。排氣孔應(yīng)設(shè)置在靠近箱體的上側(cè)??諝鈶?yīng)自箱體下方向上方循環(huán),應(yīng)采用專用的進(jìn)氣孔或排氣孔。應(yīng)使冷卻空氣從發(fā)熱電子零部件中流過(guò),同時(shí)需防止氣流短路。進(jìn)氣孔、出氣處需設(shè)置過(guò)濾網(wǎng),以防雜物進(jìn)入箱體。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使自然對(duì)流有助于強(qiáng)迫對(duì)流。設(shè)計(jì)時(shí)需確保進(jìn)氣口與排氣口遠(yuǎn)離。要避免重復(fù)使用冷卻空氣??紤]到空氣受熱體積膨脹的因素,出風(fēng)口面積應(yīng)為進(jìn)風(fēng)口面積的1.5倍-2倍。開(kāi)關(guān)電源等發(fā)熱較大的電子零部件,應(yīng)盡量靠近進(jìn)風(fēng)口。要保證散熱器齒槽方向與風(fēng)向平行,散熱器齒槽不能阻擋風(fēng)路。
風(fēng)扇安裝在系統(tǒng)中,由于結(jié)構(gòu)限制,進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口常常會(huì)受到各種阻擋,其性能曲線會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),風(fēng)扇的進(jìn)出風(fēng)口最好與阻擋物有40mm的距離,如果有空間限制,也應(yīng)至少有20mm。
選擇風(fēng)扇一般以風(fēng)扇進(jìn)出口風(fēng)溫的大小作為限制條件。對(duì)于抽風(fēng)的情況,由于風(fēng)扇抽出的是熱風(fēng),對(duì)風(fēng)扇的壽命將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。對(duì)風(fēng)扇廠家,一般均以60℃作為標(biāo)定風(fēng)扇壽命mtbf的條件,如果風(fēng)扇應(yīng)用的環(huán)境溫度高于60℃,則溫度每升高5℃,風(fēng)扇壽命下降一半。
考慮采用抽風(fēng)還是吹風(fēng)方式時(shí),可以參考下表的吹風(fēng)與抽風(fēng)方式對(duì)比。
1送風(fēng)不均勻,吹風(fēng)有一定的方向性,局部換熱強(qiáng)烈,適用于發(fā)熱器件比較集中的情況。送風(fēng)均勻,適用于發(fā)熱器件分布比較均勻,風(fēng)道比較復(fù)雜的情況。
2風(fēng)扇出口附近氣流主要為紊流流動(dòng)進(jìn)入風(fēng)扇的流動(dòng)主要為層流狀態(tài)。
3風(fēng)扇工作在較低的空氣溫度下,風(fēng)扇壽命較長(zhǎng)。風(fēng)扇在出風(fēng)口高溫下氣流工作,壽命會(huì)受影響。
4吹風(fēng)時(shí)在箱體內(nèi)形成正壓,可以防止縫隙中的灰塵進(jìn)入箱體。機(jī)柜內(nèi)形成負(fù)壓,縫隙中的灰塵會(huì)進(jìn)入箱體內(nèi)。
箱體內(nèi)模組的散熱設(shè)計(jì),也是需要考慮的。不良的散熱設(shè)計(jì),會(huì)使顯示效果不佳,出現(xiàn)色斑情況。在pcb上放置發(fā)熱元器件時(shí),盡量考慮熱量的均勻分布,不要將發(fā)熱多的元器件聚集在pcb的某個(gè)局部。
下圖為散熱設(shè)計(jì)的流程圖
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