热量的传递有三种基本方式:导热、对流和辐射。
LED显示屏面积越大,使用的电量越大,发热越明显。加之夏季阳光暴烈,外度温度高引起散热难。 为解决散热问题,需从LED显示屏外型设计和内部结构进行调整,采用镂空设计,高密度高精度设计电路板。内部采用微距透空设计,不产生积雨,不引起电线短路危险。不加风扇,降低LED电路负荷,内外相结合达到高效散热效果。
从实际应用中可知,目前LED显示屏内部发热比较多,发热较多的电子零部件为:LED、驱动IC、。因此,需要对LED显示屏进行散热设计,在热源与外部环境之间提供一条低热阻通路,保证热量顺利传递出去。
物体温度低于1800℃时,有意义的热辐射波长位于0.38~100μm之间,且大部分能量位于红外波段0.76~20μm范围内,在可见光波段内,热辐射能量比重并不大。因此,LED显示屏内部可以随意涂敷各种颜色。太阳光直射的LED显示屏外部,需涂覆成浅色,避免可见光吸收。
从LED显示屏的使用情况考虑,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,随着LED显示屏功耗的降低,越来越多的客户将LED显示屏在户外裸装,同时没有其他的辅助散热措施。对LED显示屏大屏幕来说,只有自然冷却散热的方式,散热能力比较差。因此,LED显示屏箱体的散热设计显得尤为重要。从LED显示屏箱体使用可靠性、维护成本等多个角度综合考虑,用风扇进行强迫对流冷却散热,是比较好的散热方式。
发热电子零部件与冷风的热交换面积,发热电子零部件与冷风的温度差,直接影响散热效果。这就涉及进入LED显示屏箱体的风量大小设计,风道的设计。设计时,尽量采用直管道输送空气,避免采用急剧拐弯和弯曲的管道。通风管道应避免骤然扩展或骤然收缩。扩展的张角不要超过20o,收缩的锥角不要大于60 o。通风管道应尽量密封,所有搭接都应顺着流动方向。
LED显示屏箱体设计时,有几点需注意:进气孔应设置在箱体下侧,但不要过低,以免污物和水进入安装在地面的箱体内。排气孔应设置在靠近箱体的上侧。空气应自箱体下方向上方循环,应采用专用的进气孔或排气孔。应使冷却空气从发热电子零部件中流过,同时需防止气流短路。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助于强迫对流。设计时需确保进气口与排气口远离。要避免重复使用冷却空气。考虑到空气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电子零部件,应尽量靠近进风口。要保证散热器齿槽方向与风向平行,散热器齿槽不能阻挡风路。
风扇安装在系统中,由于结构限制,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。根据实际经验,风扇的进出风口要与阻挡物有40mm的距离,如果有空间限制,也应至少有20mm。
选择风扇一般以风扇进出口风温的大小作为限制条件。对于抽风的情况,由于风扇抽出的是热风,对风扇的寿命将产生严重的影响。对风扇厂家,一般均以60℃作为标定风扇寿命MTBF的条件,如果风扇应用的环境温度高于60℃,则温度每升高5℃,风扇寿命下降一半。考虑采用抽风还是吹风方式时,可以参考下表的吹风与抽风方式对比。
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,出现色斑情况。在PCB上放置发热元器件时,尽量考虑热量的均匀分布,不要将发热多的元器件聚集在PCB的某个局部。
高温对LED显示屏的可靠性影响较大,需要做散热设计。户外固定安装的LED显示屏,需从大屏幕的散热设计开始,再进行箱体的散热设计、模组的散热设计。散热设计,需要先做方案,计算无问题后再做原型机测试验证。测试验证无问题的LED显示屏,才会在实际工作中不出现高温问题。
另外LED显示屏属于大功率电器,易发生短路。但是真正质量过关的LED显示屏从线材到结构都杜决短路现象。然而在安装过程中一点大意和疏忽可能引起意想不到的危险。为确保安全,需要厂家全程指导安装,确保接对正负极、确保电路连接牢固,同时清除LED显示屏周边的易燃物。并定期安排专业技术人员对LED显示屏进行检测、检查。
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