关于LED显示屏的散热量的计算
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关于LED显示屏的散热量的计算
【大比特导读】为了减少热量对显示屏的影响，我们需要清楚显示屏的散热特点，进而对显示屏做出合理的散热设计。针对LED显示屏的散热量，本文进行了推导演算，以期对LED显示屏的研发设计以及LED显示屏的工程安装能起一定的借鉴作用。
我们知道LED显示屏怕热、怕水，热对LED显示屏性能的影响是致命的，直接影响显示屏使用过程的稳定性以及显示屏的使用寿命。因此，为了减少热量对显示屏的影响，我们需要清楚显示屏的散热特点，进而对显示屏做出合理的散热设计。针对LED显示屏的散热量，本文进行了推导演算，以期对LED显示屏的研发设计以及LED显示屏的工程安装能起一定的借鉴作用。
一、LED显示屏散热量的计算
1、条件设定
设，LED显示屏的像素间距为P(单位mm)，LED显示屏的面积为S(单位m2)，LED屏的亮度为L屏(单位cd/m2)，LED显示屏的输入功率为W屏(单位W)。
设，所用RGB灯珠的光强分别为IR、IG和IB(单位cd)，对应的输入功率为WR、WG和WB(单位W)。
2、RGB组成的像素点的光辐射功率计算
计算每一个像素点，在白平衡时能产生的光辐射功率，计算可以如下:
因为在显示屏白平衡时，RLED、GLED和BLED的强度比约为3:6:1，因此对于亮度为L屏(单位cd/m2)的显示屏在白屏的情况下，每个像素点的光强度I像素=L屏(cd/m2)?点数/m2?η(η为光的系统损耗度，一般可取0.9左右);则R、G、B所占的光强值分别为:
则LED显示屏要达到亮度为L屏的白平衡时，R、G、BLED灯的输入电功率可近似为:
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设上述R、G、BLED灯珠芯片的电光转换效率分别为ηr、ηg和ηb(电光转换效率LED
芯片将电能转变为光能的效率)。则上述每像素RGBLED辐射的光功率为:
3、整块LED显示屏光的总辐射功率的计算
由于显示屏的像素点个数=显示屏的面积/像素间距的平方=
所以，LED显示屏辐射的光功率:
W屏 LED 光=显示屏像素点个数×每个像素点产生的光功率=
LED显示屏LED灯产生的热功率:
W屏 LED 热=显示屏像素点个数×每个像素点产生的热功率
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4、LED显示屏产生的热功率
LED显示屏产生的热量除来源于LED灯产生的热外，还包括了电子电路、驱动系统等产生的热，整个LED显示屏产生的热量的计算可参照以下2个方式。
1)根据显示屏的输入电功率计算
2)估算法计算
2011年3月版LED屏显世界P100的文献《超低压差LED驱动让LED显示屏节能32.8%》中提到:?显示屏LED光源的发热量占整屏发热量约50%;?控制器及连接线等占整屏发热量约5%;?驱动部分发热占整屏发热量约45%。
根据该文献，可以估算出LED显示屏产生的热功率:
上述是根据LED显示屏最大亮度的条件下，计算得到的LED显示屏的热功率，而在LED显示屏的实际工作中，由于显示屏不是一直以最大亮度工作，所以产生的热会少些。
二、显示屏散热量在设计中的应用
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通过上述推导，计算出了LED显示屏的散热量。参照散热量，可以指导我们进行显示屏
箱体的散热结构设计以及工程安装时降温系统的设计。如在工程安装时，根据显示屏的散热
量，对显示屏降温系统的进风设计可如下:
已知LED显示屏产生的热功率为W热，假设显示屏是通过钢结构固定密闭安装，则显示
屏与外界环境通过热传导交换的热功率为:
式中:
S:钢结构壳体的面积，m2;
tw:显示屏所处的外界环境温度，?;
tn:钢结构壳体内部温度，?。
K:钢结构壳体的传热系数，W/(m??):
其中:
ɑ1为钢结构内
表
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面的表面传热系数，W/(m ? ?);
ɑ2为钢结构外表面的表面传热系数，W/(m ? ?);
δ1、δ2…为组成钢结构各层材料的厚度，m;
λ1、λ2…为组成钢结构各层材料的导热系数，W/(m ? ?);
则整个显示屏需要进行空气对流散热的热量为
由空气进行对流散热的公式:
其中:
C:空气的比热容，kJ/(kg??)
ρ:空气的密度，kg/m3
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L:空气对流量，m3/s
tn:钢结构壳体内部温度，?
tl:降温系统输入的冷空气温度，?
知降温系统需要输入冷空气的进风量:
即如果要保证显示屏的工作温度不超过tn?，则降温系统需输入温度为tl?的冷空气
的量约为
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