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LED顯示屏研發(fā)和工程技術(shù)員值得收藏的文章
編輯:天涯 [ 2017-3-15 9:07:07 ] 文章來源:LED大屏網(wǎng)
LED顯示屏

 我們知道led顯示屏怕熱、怕水,熱對(duì)led顯示屏性能的影響是致命的,直接影響顯示屏使用過程的穩(wěn)定性以及顯示屏的使用壽命。因此,為了減少熱量對(duì)顯示屏的影響,我們需要清楚顯示屏的散熱特點(diǎn),進(jìn)而對(duì)顯示屏做出合理的散熱設(shè)計(jì)。針對(duì)led顯示屏的散熱量,本文進(jìn)行了推導(dǎo)演算,以期對(duì)led顯示屏的研發(fā)設(shè)計(jì)以及led顯示屏的工程安裝能起一定的借鑒作用。
      一、led顯示屏散熱量的計(jì)算
      1、條件設(shè)定
      設(shè),led顯示屏的像素間距為P(單位mm),led顯示屏的面積為S(單位m2),LED屏的亮度為L(zhǎng)屏(單位cd/m2),led顯示屏的輸入功率為W屏(單位W)。
      設(shè),所用RGB燈珠的光強(qiáng)分別為IR、IG和IB(單位cd),對(duì)應(yīng)的輸入功率為WR、WG和WB(單位W)。
      2、RGB組成的像素點(diǎn)的光輻射功率計(jì)算
      計(jì)算每一個(gè)像素點(diǎn),在白平衡時(shí)能產(chǎn)生的光輻射功率,計(jì)算可以如下:
      因?yàn)樵陲@示屏白平衡時(shí),RLED、GLED和BLED的強(qiáng)度比約為3:6:1,因此對(duì)于亮度為L(zhǎng)屏(單位cd/m2)的顯示屏在白屏的情況下,每個(gè)像素點(diǎn)的光強(qiáng)度I像素=L屏(cd/m2)÷點(diǎn)數(shù)/m2÷η(η為光的系統(tǒng)損耗度,一般可取0.9左右);則R、G、B所占的光強(qiáng)值分別為:

led顯示屏要達(dá)到亮度為L(zhǎng)屏的白平衡時(shí),R、G、BLED燈的輸入電功率可近似為:

 設(shè)上述R、G、BLED燈珠芯片的電光轉(zhuǎn)換效率分別為ηr、ηg和ηb(電光轉(zhuǎn)換效率LED芯片將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿男剩。則上述每像素RGBLED輻射的光功率為:

每像素RGBLED產(chǎn)生的熱功率為:

3、整塊led顯示屏光的總輻射功率的計(jì)算

由于顯示屏的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)=顯示屏的面積/像素間距的平方=,所以,led顯示屏輻射的光功率:=W屏 LED 光=顯示屏像素點(diǎn)個(gè)數(shù)×每個(gè)像素點(diǎn)產(chǎn)生的光功率=

4、led顯示屏產(chǎn)生的熱功率
    led顯示屏產(chǎn)生的熱量除來源于LED燈產(chǎn)生的熱外,還包括了電子電路、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等產(chǎn)生的熱,整個(gè)led顯示屏產(chǎn)生的熱量的計(jì)算可參照以下2個(gè)方式。
    1)根據(jù)顯示屏的輸入電功率計(jì)算

2)估算法計(jì)算

2011年3月版LED屏顯世界P100的文獻(xiàn)《超低壓差LED驅(qū)動(dòng)led顯示屏節(jié)能32.8%》中提到:①顯示屏LED光源的發(fā)熱量占整屏發(fā)熱量約50%;②控制器及連接線等占整屏發(fā)熱量約5%;③驅(qū)動(dòng)部分發(fā)熱占整屏發(fā)熱量約45%。

根據(jù)該文獻(xiàn),可以估算出led顯示屏產(chǎn)生的熱功率:

上述是根據(jù)led顯示屏最大亮度的條件下,計(jì)算得到的led顯示屏的熱功率,而在led顯示屏的實(shí)際工作中,由于顯示屏不是一直以最大亮度工作,所以產(chǎn)生的熱會(huì)少些。
    二、顯示屏散熱量在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
    通過上述推導(dǎo),計(jì)算出了led顯示屏的散熱量。參照散熱量,可以指導(dǎo)我們進(jìn)行顯示屏箱體的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工程安裝時(shí)降溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如在工程安裝時(shí),根據(jù)顯示屏的散熱量,對(duì)顯示屏降溫系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)設(shè)計(jì)可如下:
     已知led顯示屏產(chǎn)生的熱功率為W熱,假設(shè)顯示屏是通過鋼結(jié)構(gòu)固定密閉安裝,則顯示屏與外界環(huán)境通過熱傳導(dǎo)交換的熱功率為:

式中:
      S:鋼結(jié)構(gòu)殼體的面積,m2;
      tw:顯示屏所處的外界環(huán)境溫度,℃;
      tn:鋼結(jié)構(gòu)殼體內(nèi)部溫度,℃。
      K:鋼結(jié)構(gòu)殼體的傳熱系數(shù),W/(m?℃):

其中:
      ɑ1為鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),W/(m ? ℃);
      ɑ2為鋼結(jié)構(gòu)外表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),W/(m ? ℃);
      δ1、δ2…為組成鋼結(jié)構(gòu)各層材料的厚度,m;
      λ1、λ2…為組成鋼結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù),W/(m ? ℃);
      則整個(gè)顯示屏需要進(jìn)行空氣對(duì)流散熱的熱量為

由空氣進(jìn)行對(duì)流散熱的公式:

 其中:
      C:空氣的比熱容,kJ/(kg?℃)
      ρ:空氣的密度,kg/m3
      L:空氣對(duì)流量,m3/s
      tn:鋼結(jié)構(gòu)殼體內(nèi)部溫度,℃
      tl:降溫系統(tǒng)輸入的冷空氣溫度,℃

知降溫系統(tǒng)需要輸入冷空氣的進(jìn)風(fēng)量:

即如果要保證顯示屏的工作溫度不超過tn℃,則降溫系統(tǒng)需輸入溫度為tl℃的冷空氣的量約為:

 

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