机载液晶显示器温度控制技术研究

陈蕴哲 黄良俊

摘 要： 液晶显示器在目前的很多设备上都具有了应用，在航空事业当中也是如此，受到航空环境特殊环境因素的影响，做好温度控制成为了液晶显示器应用当中的重点技术。在本文中，将对机载液晶显示器温度控制技术进行一定的研究。

关键词： 机载液晶显示器;温度控制;技术

在飞机座舱的电子仪表当中，液晶显示器具有较多的应用，在光学特性以及清晰度等方面都具有较好的表现。同时，液晶显示器在实际运行当中也将受到温度的影响，为了保证其稳定运行，做好温度控制十分关键。在本研究当中，主要从高温角度对温度控制进行分析。

1 高温工作环境

航空环境相对特殊，整体情况较为苛刻严酷，在液晶显示器热设计当中，需要能够以最恶劣环境进行计算。一般来说，对电子器件散热问题进行解决的方式即分为对流、辐射以及传导这几种基本的散热方式。

对于TFT-LCD而言，其正是以液晶模块制作形成的，在高温环境当中，并非是模块的本身对其正常工作产生障碍，而是显示器在运行中，内部发热元器件在高温环境中将不断积聚热量，因不能够对这部分热量进行快速的散发，而形成热量累积效应，使模块内部粘结材料、有机材料因此出现失效或者变形情况，也将使电子器件工作点因此发生飘移，在情况严重时则会对某些元器件进行损坏。在正常工作环境中，TFT-LCD的功率会低于200W，系统在运行中，虽然并没有非常大的功率，但其却是一个狭小且完全密闭的墙体，在长时间运行后，内部温度将以较快的速度上升，且在热量分布上也具有不均匀的特点。在热量形成当中，背光源、电源部分将形成较多的热量，也是壳体当中具有最高温度的点。对于该情况，即需要对宽温电源进行专门的设计，对于该类电源来说，具有较高的运行效率，且将在运行中产生较低的热量，在65℃环境当中，能够保证温度的长期运行。背光源方面，则可以在罩体合金后壳位置对散热风道进行设置，以此实现热量的快速排出。在温度控制技术方面，则需要保证能够满足显示器光电性能需求，在此基础上对合理的通风散热构造进行设计，保证热量在顺利传递的情况下，保证液晶显示器的正常运行。

2 温度控制技术

2.1 自然散热

对于机载设备来说，对于其重量、体积都具有非常高的要求，也一直以严格的方式进行控制，在保证能够满足刚度、强度以及加工性能需求的基础上，可以对高导热系数金属材料进行选择，以此使壳体在散热性方面具有更好的表现。镁铝合金整体式机壳是较好的一种选择，在实际应用过程中，在可靠性、制作成本方面具有较好的表现，具有简单的结构以及较小的自然散热体积，在显示器运行中，如具有较低的热流密度，通过自然散热方式的应用，则能够将辐射、对流的方式将热量实现对周边环境的传递，更好地进行设备冷却，同时对较强导热性结构以及散热片材料进行使用。

内部元器件方面，在连接方式、布局方式选择方面也将直接影响到散热效果。如导热双面胶带一个面将在具有芯片焊接的PCB板位置，而另一个则在散热器表面平贴，该情况的存在，则能够对散热器、PCB板的热阻进行有效减小，在对导热面积加大的基础上，使机壳在自然散热性饭方面具有更好的表现，而在实际安装当中，则需要将具有较大发热量的期间在印制板上部以及出风位置安装。

通风口方面，则可以使用金属网方式，该方式也是对电磁兼容性要求有效兼顾的一种方式，通风口的厚度、直径参数都将影响到具体评比性能。在保证电磁兼容性满足要求的基础上，可以对通风孔的开口率进行提升，避免出现使用黑漆喷涂的情况。如果使用三防漆，也会对散热效果产生影响，此时需要对散热片设计裕量进行适当的加大。散热片设置方面，对于辐射热传导率具有较好的提升效果，散热片则可以使用氧化工艺进行处理，在散热片器件安装中，要保证接触平面具有光滑平整的特点，通过硅脂材料的使用在接触面上均匀涂抹，进一步提升导热率。

2.2 强迫风冷

对于机载TFT-LCD主机壳来说，其在实际应用中，即是固定在狹窄的机舱当中，根据显示器内部发热特点，当具有较大热流密度、且对于温升要求较高时，单纯以自然散热进行处理则很可能无法满足散热要求，此时，将轴流风机安装在机壳内安装则成为了一种有效的方式。该风机在实际应用中具有风量集中以及风压大的特点，适合应用在热量不均匀分布、且具有较大风阻的场合，在实际设计中，可以结合风道热阻力数值对适合类型的风机进行选择，以此进一步提升冷却效果。

风道设计将对散热效率产生直接的影响，风道走向方面，通常由背光源灯腔背后连接后壳体，并在桥后壳体盖板内实现对风道的构造，能够以此将风道横截面实现对多个数量相互间不相同风道的设计。在风机驱动下，系统之外的冷空气则将进入到风道当中，在流动的情况下带出腔体中存在的热量，并经过出风口将热量排出。在具有较大风阻时，在对适合功率风机选择的同时，也可以在进风口、出风口位置对风机进行安装，以此保证TFT-LCD在散热性方面能够满足要求，对于这部分工作来说，都需要能够充分结合环境条件参数、热平衡方程对风道结构以及风机型号进行确定。

同自然散热方式相比，强迫风冷散热具有更高的冷却效率，且具有十分复杂的结构，需要对风机电源、启动控制装置以及风机等设备进行安装。对于这部分操作来说，则将对机载空间体积进行占用，在对功率提升的基础上也增加了相应的成本。同时，该方式的应用也将对系统可能性产生影响，且在系统运行中将产生一定的振动与噪声。在实际工作中，即需要能够充分做好实际情况的把握，在保证自然冷却方式无法满足散热要求的基础上，在对该种强迫风冷方式进行应用。

3 结语

TFT-LCD对于工作温度环境具有较高的要求，机载特殊环境更是对温度控制技术的应用带来了挑战。在该情况下，即需要能够积极做好散热技术的选择与应用，为液晶显示器在机载环境中的稳定、安全运行创设出好的条件。

参考文献：

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