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2007-01-11 07:01 |
认识投影机散热系统
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认识投影机散热系统 收藏到网摘>> Lovej 发短消息 2005.07.27 03:27 [引用] [编辑] [删除] 第一部分：水冷系统和风冷系统 .07` nIs"
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投影机内部的热量问题一直困扰着生产厂商，温度过高会影响投影机灯泡的寿命，降温风扇会带来噪声，投影机的使用方式和内部设计也受到温度的影响。因此一个优秀的投影机散热系统对于投影机长时间使用整个效率的提高及投影机的保养都至关重要。 y ?&hA! x
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目前来说，投影机散热系统的类型不少，但其中以水冷系统和风冷系统两种为主流。相比之下水冷系统可以比风冷更快的降低温度和保持低温。对于亮度需求不断增加，以及投影机显示元件越来越精密，温度问题将会越显突出，水冷系统将会逐步取代风冷系统，这是一个市场趋势。水冷系统将降解决投影机使用完不能马上收起的问题，还可以有效降低噪声，减少灯泡因过热而受到的影响，同时，也减少了投影机热气的排除，改善了投影环境。但是水冷系统本身需要设计和改进，使用它会增加投影机的体积和重量。 <(q(5jG
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第二部分：投影机散热知多少？ 58Ce>*~
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投影机在长时间地工作后，如果大家将手放在投影机背部的散热风扇处，就会明显感觉到有一股滚烫的热量在不断散发出，那你知道这股热量是从哪里来的吗？如果不把这些热量及时排除出去，会对投影机造成伤害吗？那么我们又该如何采取措施，让投影机有效散热呢？本文下面的内容将会给大家一一解释这些问题！ _Z Sp$>)/
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投影机热量来自何方？ +?Ii=* 7n
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大家知道，投影机一般由投影成像系统和光学放大系统组成，投影信号一般通过投影机的成像技术的特殊处理，变成图象信号，再通过投影机中的光学放大系统的放大，那么投影信号就能高质量、高清晰地被投射在投影大屏幕上了。在投影机的成像技术处理投影输入信号时，投影机需要强度很高的亮度，要保证这样高强度的亮度输出，投影机就必须采用大功率的光源，而大功率的光源在长时间工作的话，势必会积聚很大的热量，这些热量汇聚在投影机的一个只有拳头大小的空间内，这样这么集中的热量、这么强大的功率就势必要向投影机外围扩散；除了投影机的成像系统在工作时能产生很大的热量以外，投影机的开关电源也能在工作时散发出很大的热量，因此我们认为投影机的电源是投影机热量的又一个重要来源；投影机内部的供电电源担负着给投影机电路部分和投影机灯泡供电的任务，根据投影的特殊要求，要求投影灯泡必须始终工作在稳定状态，才能保证投影机有一个良好的投影效果；从这个方面来看的话，投影机的供电电源必须采用比例脉宽调制的方法对市电进行降压和稳压、稳功率处理，而在处理这些环节时投影机电源使用的功率开关管和变压器都会工作在较高的频率上，功率开关管在频繁地工作过程中就会很自然地产生相当大的开关损耗，这些损耗就会转移成热量散发出来，从而使投影机内部的温度升高。此外，投影机采用的供电电源受投影机本身尺寸的限制，电源部分的体积也是很小的，所以开关功耗产生的热量更容易集中。还有，为了能达到很高的投影亮度，人们必须采用更大功率的投影灯泡，目前投影机普遍采用的是金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡这三种光源，这些灯泡的共同特点是发热量高，对投影机散热系统要求高，灯泡发出的光经过光学系统会聚后，会聚于液晶板，虽然经过了UV/IR镀膜、冷反光镜等多种滤除红外线的措施，但仍有很多热量集中在液晶板、偏振片等小面积器件上。总之，投影机的热量主要来源于投影机内部的成像系统、投影机的电源部分以及投影灯泡，这三部分汇聚在一起的热量是相当大的，如果不及时把这些热量从投影机中迅速排开，那么这些多余热量就会使得投影机内部产生很高的温度，在高温情况下，投影机的工作效率就会将低，而且长时间工作下去的话，投影机的使用寿命也会大大缩短的。 F?|Efpzow?
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热量对投影机的伤害？ %W"u4
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知道了投影机的热量来源后，这些强大的热量到底是对投影机有害呢，还是对投影机有利呢？答案当然是有害，那么到底会产生哪些危害呢？其实，不同来源的热量对投影机造成伤害的位置和程度都是不一样的。由投影机成像系统散发出来的大量热量会导致投影机内部温度迅速升高，而投影机灯泡内壁的石英在高温下会发生失透现象，产生白色的斑点，由于失透处大量阻挡光线，使该局部区域温度异常升高，进而引起失透区域进一步扩大，从而使亮度迅速衰减，并且很可能导致灯泡爆炸。此外投影机内部的芯片板自身的物理性质决定了它的工作温度不允许太高，其他光学部件一旦温度超过其承受范围也会造成光学元器件的损坏。而投影机电源部分所散发出来的热量会导致电源部分温度过高，这样会导致投影机内部电源的电解电容干涸，从而导致投影机电源功率开关管烧毁。 {_Wrs.a' 8
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如何进行过热保护？ _"ciHYHBQ
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通过上面的分析，我们了解到投影机在工作的过程中会产生很多的热能，而投影机内部的很多元器件又很娇气，对温度很敏感，要是我们不采取措施将投影机中积聚的热量迅速排除出去的话，就可能损坏投影机内部的电气元件，为了保证投影机的使用安全，我们很有必要采取措施来对投影机进行高温热保护。目前，市场上销售的许多投影机都是通过在投影机内部安装风扇组的方法，来对投影机内部的光学成像系统产生的热量以及投影机电源部分所产生的热量来进行散热的；这样投影机工作时，在散热风扇的作用下，其内部就会处于一种热平衡状态；当然这个平衡状态是与投影机使用环境的温度也是有关系的，要是投影机使用环境的温度超过一定温度的话，投影机内部重要部件的温度也会超过其额定标准。因此象这种由于环境温度已经达到临界温度的情况下，再通过安装风扇的方法就不能使进入投影机内部的空气温度下降，而且即使风扇安装在投影机外，也不能有效提高投影机内空气流速，所以安装风扇并不是解决投影机散热的唯一措施。为了保证投影机在各种环境下使用时都能正常，大家还必须在投影机内部安装温度传感器，并通过它来即时监控投影机内部空气的温度变化，并把这一温度变化信号反馈给投影机内部专门的电路来处理，一旦投影机检测到温度变化已经达到该区域工作临界点以上，投影机内部的保护程序将自动运行启动，来将投影机电源自动切断，以免投影机在高温条件下继续工作时会受到损伤。 当投影机采用散热风扇来排除热量时，虽然在一定程度上改善了投影机内部空气的流通效果，不过散热风扇在工作时会产生很强大的噪音，这种噪音对投影用户很不利；为了既能达到排除热量、又能降低风扇噪音，现在有不少公司针对此问题进行了大量的研发工作，并且对高温热保护频繁的解决问题研究获得了实质性的进展，例如有的公司提供外置降温产品，它通过降低进入投影机的空气温度，来减缓投影机内部温度升高的速度，从而延长投影机的连续工作时间，从而实现延迟投影机高温热保护的目的。为了降低风扇噪音，也有公司对安装在投影机内部的风扇结构进行了改善，包括散热方式、散热材料的改进，并且增加远程机内温度数据传输功能，将从根本上解决投影机长时间连续工作的问题。如果大家已经购买了投影机的话，最好要考虑投影机的使用环境，例如将投影机放置在有空调的环境中，以便降低投影机的使用环境温度；尽量让投影机远离用户，以免风扇发出的噪音对人体造成影响等。 B=!!R]dxA
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第三部分：浅谈液晶数字投影机的散热系统设计 D xV=S0P
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随着投影机应用的普及，在使用过程中用户对投影机的认识也正在逐步加深。我们这次谈谈液晶数字投影机的散热系统设计。 -;7xUNQ
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液晶数字投影机利用液晶成像技术，通过光学系统放大实现高清晰度的大屏幕显示。在整个投影机结构中光学部分是成像显示的核心，其中灯泡和液晶板及其附近光学器件是产生热量并容易受热损害的主要部件。 >U vP/rp
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液晶投影机的投射成像技术要求光源输出强度高，而设备本身体积小，使得热量很集中，整个投影机75%的功率都耗散在一个只有拳头大小的空间内。如果温度太高，灯泡内壁的石英在高温下会发生失透现象，产生白色的斑点，由于失透处大量阻挡光线，使该局部区域温度异常升高，进而引起失透区域进一步扩大，从而使亮度迅速衰减，并且很可能导致灯泡爆炸。灯泡发出的光经过光学系统会聚后，会聚于液晶板，虽然经过了UV/IR镀膜、冷反光镜等多种滤除红外线的措施，但仍有很大的功率集中在液晶板、偏振片等小面积器件上。 ==OU d6e}
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液晶投影机的核心部件液晶板自身的物理性质决定了它的工作温度不允许太高，其他光学部件，一旦温度超过其承受范围也会造成光学元器件的损坏，如液晶附近的偏振片在较高温度下会发生褪偏等现象。而数码投影机由于是使用长效的DMD芯片，寿命长达数万小时，彻底免除了LCD投影机长时间使用后液晶面板性能衰退导致的画面偏色或对比度降低的问题。即使长时间，也能确保画质常保如新。有效保护视力，同时大幅减底更换液晶板的成本。市面上技术领先的数码投影机有明基等品牌。 w6i2>nu_O
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除了光学系统以外，投影机的开关电源也是一个重要的热源。开关电源承担给投影机电路部分供电和给灯泡供电的任务。由于采用比例脉宽调制的方法进行降压和稳压，稳功率，其功率开关管和变压器都工作在较高的频率上，其产生的开关损耗使温度升高。由于电源体积小，因此热源集中。如果电源温度过高，会导致电解电容干涸，功率开关管烧毁。 TKR#YJQ?K
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由于投影机本身是产生大量热能，又有很多对热敏感的元器件，因此，为了保证投影机的使用安全，散热及高温热保护功能成为所有投影机必须考虑的一项设计要求。在数码投影机内部通过风扇组来对投影机的核心部分和电源等主要热源进行散热，同时为了保证投影机的寿命，在投影机内部安装的温度传感器实时监控投影机内的温度变化，并反馈给处理电路。 vN'+5*Cgy6
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投影机工作时，在散热风扇的作用下，内部处于一种热平衡状态。这一状态是与外界温度相关的，当外界温度超过一定温度（大多数是35-36度）后，内部重要部位的温度也会超过其额定标准。重要的散热部位都有自己的温度传感器，比如液晶附近，灯泡上方，电源的散热器上，一旦温度达到该区域工作临界点以上，投影机内部的保护程序将启动，自动关闭投影机。这就是数码投影机的散热系统和高温热保护功能的基本工作原理。这一功能最大限度的保证了投影机的使用寿命。现在市场上使用这一技术的主要有明基等品牌。
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