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LED 灯箱的长期稳定运行依赖科学的散热设计，每瓦 LED 工作时会产生 3.4BTU 的热量，若散热不良会导致光衰加速（温度每升高 10℃，寿命缩短 50%）。优质灯箱采用铝型材散热鳍片，通过增大表面积（每瓦散热面积≥5cm²）加速热量传导，配合对流孔形成空气循环，使工作温度控制在 50℃以内。​
安全防护需考虑多方面：电源采用 UL 认证的恒流驱动，具备过压、过流保护；户外灯箱加装防雷模块，承受 10kV 冲击电压；儿童活动区域的灯箱边角做圆角处理，避免磕碰伤害。某商场灯箱改造项目中，将传统电源替换为智能温控电源，当温度超过 60℃自动降功率运行，既保护元件又保证基本亮度，使灯箱故障率下降 70%。