投影机散热的重要性及散热技术大观_技术学园

　　投影机散热性能对于投影机的使用寿命有着直接的影响，因此作为技术人员甚至一般用户，应该多少要懂得投影机的散热知识。也许有人会说，散热还不简单：多加几个排风扇或者把排风扇的功率加大一点不就可以了吗！没有这么简单，因为简单地加大排风扇功率或增加排风扇数量，会引起噪音或者增加投影机体积，而静音设计和小体形设计同样是投影机追求的重要目标。

　　投影机散热的重要性

　　由于投影机属于高精尖的光机电一体化产品，内部元器件对温度十分敏感，加之内部构造的复杂性，其自身对于温度的要求比较苛刻，因此投影机同众多电脑部件一样涉及到散热的问题。目前商务教育投影机整体朝着便携、超便携投影发展，投影机重量越来越小，散热要求就更高，而且投影机的亮度整体也在提高，这意味着产生的热量也越来越高。这一切对投影机的散热技术都提出了更高的要求。

　　NEC易拆型双通道散热系统

　　NEC易拆型双通道散热系统，采取底部散热的方式。这种方式不仅可以让投影机适应外部40度的高温，并且有效地降低了机器的整体噪音，给用户一个更安静的环境。NEC VT580＋使用使用了易拆型双通道散热系统。

　　独特的结构设计，在突然发生断电后能将热量锁定在灯泡周围，防止高温传导到其他主要配件中，造成更大损失。而灯泡本身也采用了独特的热传导材料，避免突然断电后的高热量对灯芯造成损害，底部的散热窗也能及时排除大量热量。
　　
　　风扇口也特别手工添加了密封条，把通风散热的损耗降低到最低。

　　NEC传感器预冷却

　　NEC LT35+投影机的“消暑”功能是由NEC的三项技术设计作为保证，一是LT35+的灯杯和灯架采用了特殊材料，并且在投影机两侧都有通风口，保证了灯泡良好的通风性能和散热性；二是为了在停止散热之后热量不会对其他部件造成损害，机器内加入了由特殊合金制成的类似挡板的结构，对机器内部各部件进行隔热；三是温度传感器预冷却的作用，当温度超过灯泡所能承受的最大值时，温度传感器进行预冷却，使灯泡的温度回到温度范围以内，不会突然熄灭。

　　明基智能型T型风流散热系统

　　全新研发T型风流散热系统，符合高亮度、长时间运作的专业投影机苛刻的要求，搭配4组智能型高效能散热风扇，并针对DMD芯片多加一道高效散热装置，开创专业投影机的散热高标准，关机时更能自动提高风扇转速，可快速降温关机，以卓越的散热效果全面展现高亮度 投影机使用的超高稳定度！明基在其专业应用投影机系列如PB8265中应用了该散热技术。

　　BenQ前置出风口散热设计

　　一直以来，投影机产品都采用了后置或者侧面出风口的设计。这样的设计会阻碍气流在投影机内部的流动，造成散热效率的下降。另一方面，在很多时候投影机后面和侧面的空间极为有限，过小的空间也限制了散热系统的发挥。BenQ MP775则另辟捷径。对投影机内部的风道进行了彻底的改进。将散热出风口放在了投影机的前面。通过这样的设计，灯泡产生的热量直接从前方排出，而不会经过投影机内部的电子线路板，在维护整机性能的同时，极大提升散热效率，更有利于延长机器寿命。

　　夏普四风扇变频智能散热系统

　　在夏普的潜心研究之下XG-MB558XA采用了最新的四风扇变频智能散热系统。这套系统在投影机的几个热量聚集的地方安放了风扇，并且通过芯片进行智能的实时控制。这样一来，投影机只有在长时间工作下，4个风扇才会全速运行。即便如此，这款投影机的噪音也只有27Db。在4个散热风扇的帮助下，夏普XG-MB558XA在保证优秀的投影质量的同时，再次成功镇压了不断飙升的热量和工作噪音。

　　松下液体自循环散热

　　PT-DW7000E是松下针对高品质移动商务需求推出的一款高端三芯片DLP大画面投影机，不但拥有超强的性能，而且在散热方面特别注重。，散热方面这款投影机非常独特地采用了液冷方式。基于这种新开发的液体冷却系统PT-DW7000E不但可有效地控制温度，减少灯泡因过热而受到的影响，而且在最新噪音抑制系统以及控制系统的配合下获得了极佳的静音设计，最大限度地减少了投影机工作时产生的噪音，同时也减少了投影机热气的排除，改善了投影环境。

　　联想自动智能散热

　　联想TD316高效智能散热：风扇转速自动智能调节；先进的散热风道设计，整个散热系统仅配置两个风扇；当投影机内部温度过高时，机器高效散热风扇会自动提高转速，从而达到降温的目的，保证了投影机长时间连续工作的稳定性。同时系统温度超出界限时，投影屏幕提示温度异常和关机信息，灯泡自动关闭。

　　投影机高温热保护

　　不管投影机散热功能设计多么完美，都很难保证投影机长时间使用不引起高热，由于投影机本身会产生大量热能，又有很多元器件对温度很敏感，因此，为了保证投影机的使用安全，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。

　　在介绍新的散热技术之前，先让我们了解一下投影机热量产生的来源。根据投影机的成像原理，在投影机投影输入信号时，需要极高的亮度，为保证达到这样高的亮度输出，投影机就必须通过采用大功率的光源来实现。经过长时间的工作后，必然在机器内部产生很高的热量。除了投影机光源产生的热量外，投影机的电源也会在工作时产生很大的热量。投影机灯泡、成像系统、电源等等产生的热量都在机器内部狭小的空间内汇聚，其产生的高温不仅对于投影机的正常使用有影响，而且会大大缩短内部元器件的使用寿命。

　　投影机灯泡最大的热量来源：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，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，但仍有很多热量集中在液晶板、偏振片等小面积器件上。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。

　　开关电源产生热量：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。开关电源承担着给投影机电路部分和灯泡供电的任务。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，产生的开关损耗使温度升高。由于电源体积小，因此热量集中。电源温度过高，会导致电解电容干涸，功率开关管烧毁。

　　如何更好的散热成了投影机技术需要解决好的一项重要课题。为此，在如何提高投影机的散热效率以及如何处理好散热与整机小型化、散热与噪音的问题上，很多厂商也都开发了自己独到技术，在此向大家简要介绍一些：

　　飞利浦PAS通风系统

　　飞利浦电子虽然目前停止了投影机业务，但其在很早以前就提出了自己的散热技术——PAS通风系统。在其bSure、bClever系列投影机上运用了PAS(Philips Air System)通风系统设计，其可通过两条简单的独立通风路径实现最有效的通风循环。其中一条路径流向液晶显示面板，另一条则流向灯管和电子器件，而灯管处于通风循环的最末端，这样热量即可以直接散发出去，而不会传给器件，加之内部集成的“计算流体动力学”（Computational Fluid Dynamics）程序，通过自动计算最有效的通风、温度和热传递，从而实现最优化的散热效果。

　　东芝双通道立体散热技术

　　东芝早在2004年推出的DLP机型TDP-D1/D2上采用了东芝最新开发的“双通道立体散热技术”。此技术运用了立体逐层排风散热方式，进风孔与出风孔分布得更为合理，机器内部的气流循环更加有层次，这使得投影机内的每个发热源都能达到良好的通风散热效果，既没有增加噪音，又使投影机的散热问题得到了有效改善。目前东芝大部分及其都采用了双通道立体散热技术，并且该技术与“旋彩轮”技术成为东芝投影机的两大最热门技术。

　　散热系统原理

　　在液晶投影机内部主要通过风扇组来对投影机的核心部分和电源等主要热源来进行散热，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。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℃）后，内部重要部位的温度也会超过其额定值。重要的散热部位都有自己的温度传感器（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。这一功能最大限度地保证了投影机的使用寿命。

　　随着投影机使用范围的扩大，以及在个别领域，如：教育、监控等领域中的高强度使用，高温热保护功能在这些领域正在从保护投影机的角色向影响使用的角色转变。另外，为了加强空气流通效果，投影机采用的散热风扇所产生的噪音也会对用户使用造成影响。可见散热及温度保护是投影机必备的功能，而这一功能与用户使用之间是存在矛盾的。

　　高温热保护频繁的解决　　

　　针对全国百所学校进行了投影机使用调查，调查结果表明，目前高温热保护在50%以上的学校受到足够重视，在投影机使用率较高的学校里，学校教室环境并不理想，100~200人的大教室居多，室内温度高达35℃，投影机每天连续工作时间接近8小时。使投影机高温热保护现象发生的频率明显增加，并且直接影响到正常的教学活动。

　　为了解决这一问题，有的学校考虑增设空调设备，降低环境温度，但由于投入较大，因此只适于经费比较充足的学校。当前，学校里普遍的做法是在投影机的后面增加一个功率较大的排风扇，但根据实际测试，这一方法对减少高温热保护现象的频率没有明显帮助。这是因为投影机在教室大多采用吊装，教室室内上课人数一般较多，室温在32℃时，其室内顶部温度已经达到36℃（36℃为投影机热保护功能的启动温度）。由于环境温度已经达到临界温度，安装电扇并不能使进入投影机的空气温度下降，且风扇在机器外，不能有效提高投影机内空气流速，所以安装电扇并不能减少高温热保护现象的发生频率。

　　根据国内用户的使用现状，与清华大学电教中心合作，针对高温热保护问题，提出了解决方案。针对目前国内用户已经使用的投影机，可以提供外置降温产品达到延迟高温热保护的目的。该产品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。这一产品在清华大学已经进行了试用，在未安装该产品前，清华大学一台投影机每半小时会出现一次高温热保护现象，安装后的连续工作时间提高到4小时。

　　风扇噪音的降低

　　短期内风扇散热方法依然是液晶投影机的主要散热方式，这就使得投影机必然存在着程度不同的噪音。为了减少风扇噪音对用户产生的影响，投影机厂商在考虑提高风扇的散热效率的同时也会尽量考虑降低风扇噪音。散热效率和减少噪音看来是一对矛盾体。

　　除了前面提到的外置高温热保护延迟装置以外，专业耐高温投影机也将问世。这种投影机通过对投影机内部散热进行全面设计改进，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。另外，新兴的LED光源投影机和激光投影机会不太需要考虑散热问题，也许是对投影机散热问题的一个最好解决。


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