液晶电视的热设计
液晶电视工作原理图
液晶电视工作原理图
液晶电视的工作原理是利用液晶分子的特性来控制光的透过和阻挡。
液晶是一种具有有序排列的分子结构的物质，具有两种不同的介质态：向列型和扭曲型。
液晶电视的主要组成部分有液晶层、极板、背光源和控制电路。
液晶层位于两极板之间，通过施加电压来控制液晶分子的排列，以改变光的透过程度。
极板是由透明导电材料制成的，分为前极板和后极板。
液晶层中的液晶分子在没有电场作用下呈现扭曲型，光无法透过。
当施加电压时，液晶分子会被电场作用排列成向列型，从而允许光通过。
通过控制液晶分子的排列方式，可以控制光的透过和阻挡，实现图像的显示。
背光源是为了让图像在液晶电视屏幕上显示出来而添加的光源。
常见的背光源有冷阴极荧光灯和LED背光。
背光源会发射出
均匀的光线，经过液晶层后，在前极板上形成一个由液晶分子排列形成的图像。
控制电路是控制液晶分子排列的部分，控制电路会根据输入信号的变化，调整电压的大小和方向，从而控制液晶分子的排列方式。
在液晶电视中，当控制电路接收到视频信号时，会通过对液晶层施加恰当的电压，控制液晶分子排列方式的变化。
通过不同的排列方式，光的透过程度发生变化，从而实现显示出对应图
像的功能。
总的来说，液晶电视工作原理的关键是通过控制液晶分子的排列方式来控制光的透过和阻挡，从而显示出图像。
极板、背光源和控制电路等组成部分合作配合，实现图像的显示。
电子信息工程专业毕业设计--基于51单片机的12864液晶显示器的设计和研究
目录设计总说明 (I)INTRODUCTION (II)1 绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2课题研究的主要内容 (1)1.3国内外发展状况与存在问题 (1)2 总体方案设计与论述 (2)2.1 系统需求分析 (2)2.2 系统总体方案设计 (2)2.2.1 设计方案论证 (2)2.2.2总体结构框图 (3)3系统单元模块设计 (3)3.1系统硬件示意图 (3)3.2主控芯片（STC89C52模块）[5] (4)3.3 时钟控制模块［13］ (6)3.3.1 DS1302简介 (6)3.3.2引脚及功能表 (7)3.3.3工作原理 (7)3.3.4 DS1302电路设计图［9］ (8)3.4 温度控制模块 (8)3.5 12864接口电路模块 (9)3.6 按键电路模块 (9)3.7 电源电路模块 (10)3.8 印制电路板[9] (10)4系统整体调试与结果分析 (11)4.1 系统总体程序流程介绍 (11)4.2 按键程序设计 (13)4.3 12864驱动程序设计[15] (14)4.3.1 ST7920芯片介绍[14] (14)4.3.2 ST7920驱动程序设计 (17)4.4 12864应用程序设计 (20)4.4.1 文字显示程序设计 (20)4.4.2 点、线显示程序设计 (22)4.4.3 图形、图片显示程序设计 (23)4.5 菜单程序设计 (26)5设计调试及进一步研究 (28)5.1 系统测试 (28)5.1.1 软件调试 (28)5.1.2 硬件调试 (29)5.2 进一步研究的工作 (30)6总结 (30)鸣谢................................................................................................................................ 错误!未定义书签。
海信液晶电视机T-CON电路原理分析
海信液晶电视机T-CON电路原理分析郝铭李方健编前语：近几年来，液晶电视机已大量进入平常百姓家中，已逐步取代CRT电视机，成为百姓购买电视机的首选。
仅从电视机的图像处理电路上看，液晶电视机与CRT电视机最大的不同，就是增加了时序控制（T-CON）电路，也称为逻辑板电路，这是液晶电视机维修中的难点。
本文将对T-CON电路的基本工作原理进行讲解，并以海信一款典型T-CON电路为例，对具体电路进行分析。
一、T-CON电路基本工作原理那么什么是时序控制电路？它在液晶屏中的作用是什么？它的电路组成有哪些呢？下面逐一进行介绍。
1、什么是时序控制电路CRT伴随着电视的发明已经近一个世纪，其活动视频图像信号的传输技术在不断的进步，但是终端图像的显示器件一直采用的是CRT。
同时，几乎所有视频图像信号的结构、标准都是以CRT的显示特点而设计、制定的，并一直沿用至今。
CRT的显示特点是利用荧光粉的余晖，把顺序着屏的像素信号采用行、场扫描的方式组合成图像，图1所示。
为了适应CRT的这个显示特点，在发送端也利用扫描的方式，在行、场同步信号控制下把图像分解成一个个像素，按照时间的先后顺序进行传送，并且在一行像素和一场像素的间隔处，插入行同步和场同步信号，这是一个模拟信号，是一个随时间变化的单值函数，是一个像素随时间而串行排列的图像信号。
图1 CRT图像显示方式液晶电视机采用TFT液晶屏作为图像显示器件，这是一种从结构上、显示原理上完全不同于CRT的显示器件，它是一种需要行、列驱动的矩阵显示方式，如图2所示。
所以液晶屏无法直接显示原来专门为CRT设计、制定的视频图像信号，但是只要在液晶屏的前端增加一个特殊的转换电路，也就是“时序控制器”，就可以使液晶屏显示出原来只有CRT才能显示的图像信号了。
这个“时序控制器”就是我们常说的时序控制电路，也称为逻辑电路、T-CON电路，是液晶屏可以正常显示目前视频图像信号的关键部件。
图2 液晶屏图像显示方式2、T-CON电路的作用CRT是扫描组合图像，液晶屏是矩阵显示组合图像。
液晶电视机原理与维修技术
液晶电视机原理与维修技术2020-03-29 10:05海信TLM32XX系列大屏幕液晶电视背光灯电路原理及分析海信32寸液晶电视要紧采纳韩国三星屏和LG屏，以下把三星屏背光驱动电路进行介绍；在本文的第一部分，介绍了背光灯管及驱动电路，并对驱动电路的要求进行了较详细的表达，下面以韩国背光灯高压驱动电路在液晶电视机中，是一个单独工作的受控于CPU的电路组件，其要紧作用是点亮液晶灯管的数量、点亮电压、启动特性均不相同，背光灯高压驱动电路其输出特性必须适配于所驱动的液晶屏驱动电路组件是不能互换的。
背光灯高压驱动电路组件部分要紧由；振荡器、调制器、功率输出电路及爱护检测电路组成，在三星32分采纳一块ROHM〔罗姆〕公司的单片集成电路BD9884FV来完成〔图1虚线框内〕，功率输出采纳N沟道变压器、谐振电容及背光灯管〔CCFL〕完成〔并有输出电压、输出电流取样电路〕，以上这几部份安装在图1一、信号流程及工作原理；图1中 CPU部分送来的操纵信号操纵振荡器开始工作，产生频率约100KHz的振荡信号，送入调制器内部电路，输出高压并点亮背光灯管。
PWM调制信号改变输出高压脉冲的宽度达到改变亮度的目的，背光灯管点亮后 L2、C及CCFL的组合又使串联在背光灯管上的取样电阻R上的压降作为背光灯管的工作状态取样电压输送到爱护检测电路〔由10灯管工作电流显现专门，爱护检测电路操纵调制器停止输出。
由于三星32寸屏是采纳16只背光灯管，又由于背光灯管不能并联和串联应用，因此必须每个背光灯管配压驱动组件图片，图2B是要紧元件标注。
图2A图2 B【郝铭原创作品转载二、集成电路BD9884FV 及MOS功率输出模块SP8M3介绍1、BD9884FVBD9884FV是ROHM〔罗姆〕公司专门为液晶显示屏背光灯高压驱动电路设计的系列集成电路之一〔适合不高压驱动电路，每块BD9884FV 可支持到8只灯管驱动。
BD9884 特点；1〕2通道输出半桥拓扑结构〔电路上改变即可用于全桥结构〕2〕内置灯管电流、电压反馈检测操纵电路3〕支持多灯管方案4〕软启动功能5〕具有时刻锁存短路爱护6〕具有欠压和过压爱护7〕具有脉冲〔PWM〕输入和直流输入两种亮度操纵方式8〕具有待机操纵功能〔由STB脚实现〕9〕供电电压5～11V10〕具有内置同步移相通讯接口，支持多IC并联使用，实现大屏幕多灯管驱动〔16根灯管〕11〕SS0P-B28封装〔表面贴片〕BD9884FV 外形如图3所示内部框图如图4所示各引脚的功能及实测电压值见表1〔用数字表测〕图3图42、SP8M3SP8M3是N沟道 + P沟道组合功率放大MOSFET模块具有体积小、功率大、导通电阻小、对称性好、无需图5 SP8M3 内部电路及外形图6 SP8M3内部N沟道及P沟道参数三、BD9884FV差不多电路介绍三星32寸液晶屏采纳了两块BD9884FV完成对16灯管背光灯的鼓舞驱动，电路比较复杂，为了便于对三星32寸液晶屏16灯管背光灯高压驱动电路的明白得，先介绍图7所示的采纳一块BD9884FV构成的两灯管驱动电路的差不多方案。
液晶显示器模组(LCM)简介
有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）
• 属于第4代液晶显示器。 • 普通简单矩阵液晶显示器TN型及STN型的 电光特性，对多路、视频运动图像的显示 很难满足要求。 • 有所谓的“交叉效应”。由于每个像素 相当于一个电容，必产生串扰。当一个像 素被先通时，相邻行，列像素将处于半选 通状态。
• 人们在第一个像素上 设计一个非线性的有 源器件，使每个像素 可以被独立驱动，克 服了“交叉效应”。
超扭曲向列液晶显示器件（STN-LCD） （1985～1990年）
• 第三代液晶显示器件。顾名思义，“超扭 曲”即扭曲角大于90°。 • TN型液晶显示器件缺点： 电光响应前沿不够陡峭， 反应速度慢， 阈值效应不明显。 使得大量显示和视频显示等受到了限制。
图3.5 TN-LCD响应速度
• 80年代初，人们经过理论分析和实验发现， 只要将分子的扭曲角增加到180°~270°时， 就可大大提高电光特性的响应速度。 • 随着扭曲角的增大，曲线的斜率增加，当 扭角达到270°时，斜率达到无究大。 • 曲线斜率的提高可以允许多路驱动，且可 获得敏锐的锐度和宽的视角。
• 当入射光通过偏振片后成为线偏振光，在外电场 作用时，由线偏光经过扭曲向列液晶的旋光特性 决定，在出射处，检偏片与起偏片相互垂直，旋 转了90°的偏振光可以通过。因此呈透光态。 • 在有电场作用时，当电场大于阈值场强后，液晶 盒内液晶分子长轴都将沿电场方向排列，即与表 面呈垂直排列，此时入射的线偏振光不能得到旋 转，因而在出射处不能通过检偏片，呈暗态。
• 向列相液晶（Nematic）又称丝
状液晶
向列液晶在偏光显微镜下的图
• 向列型液晶由长径比很大的棒状分子组成， 保持与轴向平行的排列状态。因为分子的 重心杂乱无序，并容易顺着长轴方向自由 移动，所以像液体一样富于流动性。正由 于向列型液晶分子的这种一致排列，使得 它的光学特性很像单轴晶体，呈正的双折 射性。对外界的电、磁、温度、应力都比 较敏感，是显示器件上广泛使用的材料。
液晶显示器模组(LCM)简介分析
K ii
• 即阈值电压 Vth ( K ii / )
1 2
（2）液晶的双折射
• 以P型为例，长轴为光轴 n// n • 向列液晶有 ，所以Δn>0，即向列 液晶一般都呈现正单轴晶体的光学性质。 • 胆甾型液晶具有负单轴晶体的光学性质， 1 这是因为： 1 2
nO (n // n ) 2
• 近晶相液晶（Smectic）又称层 状液晶
隧道显微镜下的近晶相 层状液晶
• 近晶相液晶按层状排列，由棒状或条状分 子呈二维有序排列组成。层内分子长轴相 互平行，其方向可以垂直于层面或与层面 成倾斜排列。层与层之间的作用较弱，容 易滑动，因此具有二维的流动特性。近晶 相液晶的粘度与表面张力都较大，用手摸 有似肥皂的滑涩感，对外界的电、磁、温 度变化都不敏感。这种液晶光学上显示正 的双折射性。
图3.6 STN-LCD中中间层分子的倾斜角与约化电压的关系
• 1985年～1990年,LCD销售额年均增长率 达32%。此阶段发展最快的是STN-LCD,它 从发明到批量生产仅用了五年时间。 • 由于STN-LCD具有扫描线多、视角较宽、 对比度好等特点 ,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ快在大信息容量显示的 膝上型、笔记本型、掌上型微机及中英文 打字机、图形处理机、电子翻译机及其它 办公和通信设备（手机）中获得广泛应用, 并成为该时代的主流产品。 • 1990年销售额15亿美元,占整个LCD市场的 83%。
• 当入射光通过偏振片后成为线偏振光，在外电场 作用时，由线偏光经过扭曲向列液晶的旋光特性 决定，在出射处，检偏片与起偏片相互垂直，旋 转了90°的偏振光可以通过。因此呈透光态。 • 在有电场作用时，当电场大于阈值场强后，液晶 盒内液晶分子长轴都将沿电场方向排列，即与表 面呈垂直排列，此时入射的线偏振光不能得到旋 转，因而在出射处不能通过检偏片，呈暗态。
TFT LCD驱动芯片的研究与设计
西安电子科技大学硕士学位论文TFT LCD驱动芯片的研究与设计姓名：唐华申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：吴玉广20060101２ＴＦＴＬＣＤ驱动芯片的研究与设计图１．１液晶屏显示原理如上所述，在ＬｃＤ屏上外加电压，液晶分子排列会改变，ＬｃＤ将根据电压的有无和大小，控制液晶分子排列方向，使面板达到显示效果。
若上、下偏光板吸收轴方向成９００，唯一一个方向振动的光能否通过ＬＣＤ屏，取决于是否外加电压，而光通过与否则决定了“白”和“黑”，这样在ＬｃＤ上可显示出图像。
当然，白和黑的中间色是由外加电压的中间电位决定的，电压不同透光率不同，显示的明暗程度就不同。
若加上彩色滤光膜（ｃＦ），则可显示彩色影像。
１．２ＴＦＴＬＣＤ的发展在众多平板显示器的激烈竞争中，肝ＬｃＤ能够脱颖而出，成为新一代的主流显示器决不是偶然，是人类科技发展和思维模式发展的必然。
液晶先后避开了困难的发光问题，利用液晶作为光阀的优良特性把发光显示器件分解成两部分，即光源和对光源的控制。
作为光源，无论从发光效率、全彩色，还是寿命，都已取得了辉煌的成果，而且还在不断深化之中。
自ＬＣＤ发明以来，背光源在不断地进步，由单色到彩色，由厚到薄，由侧置荧光灯式到平板荧光灯式。
在发光光源方面取得的最新成果都会为ＬｃＤ提供新的背光源。
随着光源科技的进步，会有更新更好的光源出现并为ＬｃＤ所应用。
余下的就是对光源的控制，把半导体大规模集成电路的技术和工艺移植过来，研制成功了薄膜晶体管（ＴＦＤ生产工艺，实现了对液晶光阀的矩阵寻址控制，解决了液晶显示器的光阀和控制器的配合，从而使波晶显示的优势得以实现。
液晶显示器包括无源矩阵液晶显示器口Ｍ－ＬｃＤ）与有源矩阵液晶显示器（ＡＭ．ＬｃＤ）。
ｓＴＮ与ＴＮ液晶显示器均同属于无源矩阵液晶显示器。
９０年代，有源矩阵液晶显示器技术获得了飞速发展，特别是薄膜晶体管液晶显示器（ＴＦＴ．ＬＣＤ）。
它作为ｓＴＮ的换代产品具有响应速度快、不闪烁等优点，广泛应用到便携式计算机及工作站、电视、摄录像机和手持式视频游戏机等产品中。
LCD电视背光驱动电路设计
LCD电视背光驱动电路设计挑战分析和方案设计LCD电视应用中可以采用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形，驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战是选择最佳的驱动架构、多灯驱动、灯频和脉冲调光频率控制。
本文对四种常用驱动架构进行了对比分析，并提出多灯设计中解决亮度不均以及驱动频率可能干扰画面等问题的方法，并给出基于DS3984/DS3988的电路方案。
液晶显示器(LCD)正在成为电视的主流显示技术。
LCD面板实际上是电子控制的光阀，需要靠背光源产生可视的图像，LCD电视通常用冷阴极荧光灯提供光源。
其他背光技术，例如发光二极管也受到一定的重视，但由于成本过高限制了它的应用。
由于LCD电视是消费品，压倒一切的设计考虑是成本—当然必须满足最低限度的性能要求。
驱动背光灯的CCFL逆变器不能明显缩短灯的寿命。
此外，由于要用高压驱动，安全性也是一个必须考虑的因素。
LCD电视应用中，驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战是：挑选最佳的驱动架构；多灯驱动；灯频和脉冲调光频率的严格控制。
挑选最佳的驱动架构可以用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形，包括Royer(自振荡，self-oscillating)、半桥、全桥和推挽。
表1详细归纳了这四种架构各自的优缺点。
1. Royer架构Royer架构(图1)的最佳应用是在不需要严格控制灯频和亮度的设计中。
由于Royer架构是自振荡设计，受元件参数偏差的影响，很难严格控制灯频和灯电流，而这两者都会直接影响灯的亮度。
因此，Royer架构很少用于LCD电视，尽管它是本文所述四种架构中最廉价的。
图1：Royer驱动器简单，但不太精确。
2．全桥架构全桥架构最适合于直流电源电压非常宽的应用(图2)，这就是几乎所有笔记本PC都采用全桥方式的原因。
在笔记本中，逆变器的直流电源直接来自系统的主直流电源，其变化范围通常在7V(低电池电压)至21V(交流适配器)。
有些全桥方案要求采用p沟道MOSFET，比n沟道MOSFET更贵。
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3电源板的热设计
散热器设计注意以下几个方面。 ◆平板型散热器结构简单、制造方便、取材容易等优点, 但 由于在同一外形尺寸下,铝型材散热器的散热面积增加较多, 而且形成一条条流动的空气的槽,因而提高了传热和对流散热 效果,更多选用铝型材散热器。 ◆铝型材散热器做氧化发黑处理,可提高散热器的辐射放热系 数αγ ◆尽可能增加垂直散热面积,肋片的间距不宜过小,以免影响 其对流换热,同时要尽可能地减少辐射的遮蔽,以便提高辐射 换热的效果。 ◆散热器与晶体管相接触的安装平面处要光洁、平整,以便减 少其接触热阻。 ◆散热器的结构工艺性和经济性要好。
液晶电视的热设计
目录
1 概述 2 整机散热方式选择
目录
3 电源板的热设计 4 机壳的热设计 5 整机装配的热设计
1概述
.液晶电视机主要由前壳、液 晶屏、电源板、驱动板、扬声 器、主板支架、后盖等几部分 组成,主要发热部件是液晶屏、 电源板、驱动板(主板)等,液晶 屏是液晶电视的主要发热源 .以一台42”LCD液晶电视为例, 整机的功耗为240W,液晶屏的 功耗达到180W,液晶屏的功耗 大约占整个机器的75%,电源 板的功耗大约占整个机器的 20%,图像驱动板的功耗大约 占整个机器的5%;,
(2)变压器
变压器的热源是铁芯和线包,热传导是其内部的主要途径,其外部散热主要是对 流、传导,其次是辐射。变压器的安装一种是固定面与铁芯仔细加工,形成良好 的热接触(接触热阻最小),以利于热传导散热;另一种在变压器与固定面之间用 支架垫高,底版上开通风孔,使气流形成对流,以利于对流散热。
(3)晶体管
3整机装配热设计
5整机装配热设计
5整机装配热设计
随着液晶电视机向着更加薄型化方向发展,电视机的热流密 度和体积功率密度更大,仅靠空气自然散热冷却不够,需要采 用强迫空气冷却的方法,机器内部增加微型风扇进行强迫 风冷。 液晶电视机的热设计同电路设计一样重要,好的热结构设计 能使得产品的结构简单、成本低廉,提高产品的工作性能和 可靠性,延长产品的寿命。当然液晶电视机在考虑产品的热 设计同时,元器件及部件的安装布置还要兼顾到整机可靠性、 安全性、维修性和电磁兼容(EMC)的设计,当它们互相冲突 时,需要综合考虑,合理布置使得产品满足整机的各个方面的 性能需求。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1概述
液晶屏正常使用的温 度在-20℃~60℃,其 热量有一部分通过前 面板辐射出去,大部 分热量由背部的背光 源散发出来,屏背部 是一个大的金属板, 能起到散热的作用, 背部由液晶屏散发出 的热量造成周围的环 境温度达到50℃,电 源板、图像驱动板靠 主板支架安装在液晶 屏的背部,液晶屏散 发出的热量对电源板、 图像驱动板上的元器 件会有一定的伤害
2整机散热方式选择
采用自然冷却即可
3电源板的热设计
(1)电阻
电阻的温升与功率损耗、电阻型式及尺寸、表面状态、元件与电阻的间距、 安装位置以及周围环境温度等有关。电阻一般是通过本身的辐射、对流和固 定连接片或引出线两端的传导进行散热的。电阻表面通常涂以无光泽的粗糙 漆,放置的位置应便于对流散热,对功率较大的电阻应加大与其他元件的距离。
对于功率小于100mW的锗管和硅管,集成电路,一般不加散热措施,靠其管壳急 引线本身的对流、辐射和传导散热,对于大功率的晶体管、集成电路,通常将晶 体管、集成电路安装在散热器上,再利用自然对流和辐射进行冷却。晶体管、 集成电路与散热器之间热传递主要是导热,散热器的设计直接关系到晶体管、 集成电路的散热。
4机壳的热设计
5整机装配热设计 1电源板的安装位置尽量靠近后壳上部的出风口,便于对流 散热,电源板的安装方向必须按照电源板上散热器及元器件 排立的位置便于通风散热的位置方向固定,使得散热器及元 器件布置上形成畅通的气流通道,使气流与发热元件进行充 分的热交换; 2电源板安装时要将银条面朝向屏,元器件面朝向后盖,这样 避免屏散发出的热量对电源板上的元器件造成辐射加热; 3电源板与后壳之间的距离要考虑便于形成自然对流。 4驱动板的安装位置与机壳的外观造型有关,按照端子的出口 方向确定,尽量使得发热量大的、耐热性能好的元件放在出 风口处。 5整机装配时,为了能最好的保证热交换,在设计时要做到充 分利用传导散热、充分利用对流换热、增强辐射能力。
2整机冷却方法选择
2整机冷却方法选择
液晶电视机正常使用在室内,一般的环境温度15℃~35℃,相对 湿度: 25% ~75%,大气压: 86 KPa~106 KPa,基于这样的环境 条件,以及考虑到液晶电视机的重量、体积和成本等问题,可以 根据产品的热流密度(表面散热功率密度)和体积功率密度来确 定产品的冷却方法。
3电源板的热设计
4机壳的热设计
液晶电视机中液晶屏、电源板和驱动板是发热源,液晶屏安装在前壳上,液 晶屏正面直接对外辐射散热,液晶屏背面以及电源板、驱动板安装在支架 上、固定在液晶屏的背面在机壳内部;前壳设计更加注重造型的设计,其自 然散热的方式主要靠后盖的自然对流散热、辐射换热。 自然对流： 要想通风孔散掉的热量Q最多,要加大通风孔的散热面积,还要使散热高度 达到最大数,通风孔的进出口应开在温差最大的两处,并且进风口尽量低,出 风口尽量高,为了加大通风孔的散热面积,通风孔要尽量多,在保证产品安全 规定条件下,开通风孔时既要保证机壳的强度,又要注意通风孔的造型尽量 美观大方。 辐射换热： 后盖表面状态直接影响机壳的辐射换热,机壳的表面状态取决于表面粗糙 度、表面温度以及表面颜色等等。黑度ε越大,物体的辐射力就越强,对黑 度影响最大的是物体表面的粗糙度,粗糙的无光泽表面的黑度要比光泽表 面的黑度大得多;表面喷黑漆也能提高机壳的黑度。为了提高后盖的热辐 射能力,宜采用粗糙表面,后盖表面做成皮纹状态,皮纹的选择除了要考虑辐 射换热,也要考虑造型的需求。