CN101377614A - 投影机散热*** - Google Patents

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Abstract

一种投影机散热***包括供电电路、散热装置、限流电路、蓄电装置和第一开关电路。供电电路用于输出一直流电压，以向所述散热装置供电。蓄电装置用于从所述供电电路接收并存储电能。限流电路连接于所述供电电路与所述蓄电装置之间，用于将输出到所述蓄电装置的电流限制在一预设电流范围内。第一开关电路用于在所述供电电路无输出时控制所述蓄电装置向所述散热装置供电。本发明投影机散热***在投影机断电后可继续为散热装置供电，保证及时地排出投影机内余热，延长投影机的使用寿命。特别的，本发明采用了限流电路，保证了蓄电装置在初始充电的过程中不会影响投影机内其它元件设备的正常工作。

Description

投影机散热***
技术领域
本发明涉及投影设备，尤其涉及一种投影机散热***。
背景技术
现有投影机一般都采用大功率光源以达到高亮度的需求，随之产生的问题是，该大功率光源在工作中会产生极高的热量。因此，投影机中对光源的散热设计就非常的重要。目前的投影机散热***会在光源启动后立即开始散热，考虑到光源在关闭后所残余的热量对光源仍然会造成极大的伤害，减少光源的使用寿命，目前的投影机一般都会在光源关闭后控制散热***运转适当的时间以溢散投影机机壳内的余热，提高光源的使用寿命。然而，很多使用者并不知道这一点，一般都会在使用完投影机后立即关闭电源，导致机壳内的余热无法及时排出，从而降低了投影机光源的使用寿命。另外，意外断电情况也会导致投影机机壳内的余热无法及时排出，降低投影机的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种在断电后可继续散热的投影机散热***。
一种投影机散热***，包括供电电路、散热装置、限流电路、蓄电装置和第一开关电路。供电电路用于输出一直流电压，以向所述散热装置供电。蓄电装置用于从所述供电电路接收并存储电能。限流电路连接于所述供电电路与所述蓄电装置之间，用于将输出到所述蓄电装置的电流限制在一预设电流范围内。第一开关电路用于在所述供电电路无输出时控制所述蓄电装置向所述散热装置供电。
本发明投影机散热***中包括一蓄电装置，在投影机的供电电路有输出时为该蓄电装置充电，供电电路无输出后即利用该蓄电装置中存储的电能为投影机散热装置供电，以溢散投影机内的余热，实现了投影机断电后可继续为散热装置供电，保证及时地将投影机内余热排出投影机，延长投影机的使用寿命。特别的，本发明投影机散热***中采用了限流电路，保证了蓄电装置在初始充电的过程中不会影响投影机内其它元件设备的正常工作。
附图说明
图1为一较佳实施方式中投影机散热***的电路原理框图。
图2为另一较佳实施方式中投影机散热***的电路原理框图。
图3为图2所示投影机散热***的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，投影机散热***100包括供电电路10、控制单元12、供电调整电路14、散热装置16、限流电路18、蓄电装置20和第一开关电路22。
其中，供电电路10用于接收来自外部交流电源(图中未示出)的交流电，将该交流电转换为直流电压，例如12.5V，以驱动投影机散热***100内各元件设备，例如控制单元12、供电调整电路14等。
控制单元12用于根据环境温度生成供电调整信号并输出到供电调整电路14，以调整供电调整电路14向散热装置16的供电量。控制单元12包括温度传感器122和脉冲发生器124。温度传感器122用于检测环境温度并将环境温度转换为电信号。脉冲发生器124用于根据温度传感器122输出的电信号生成脉冲宽度调制信号(Pulse-Width Modulation，PWM)。PWM信号包括交替出现的高电平和低电平，相邻的高电平和低电平组成一个周期，其中高电平的时间长度与周期长度的比值为PWM信号的占空比。环境温度较高时，脉冲发生器124生成的PWM信号的占空比要大一些，环境温度低时，脉冲发生器124生成的PWM信号的占空比则小一些。供电调整电路14用于根据控制单元12输出的供电调整信号向散热装置16传送供电电路10输出的直流电压。当供电调整电路14接收到PWM信号的高电平时即向散热装置16提供电能，接收到PWM信号的低电平时即停止向散热装置16提供电能。实现了依据环境温度实时调节散热装置16的目的。
散热装置16可以为风扇，用于溢散投影机内的热量。容易理解的，散热装置16也可为鼓风机、水冷式散热装置或热管等现有的散热装置。
限流电路18连接在供电电路10与蓄电装置20之间，其从供电电路10获得电能，并将输出到蓄电装置20的电流限制在一预设电流范围内，以防止供电电路10的输出电流在蓄电装置20刚开始充电时全部流向蓄电装置20，导致投影机内的其它元件设备无法正常工作。
蓄电装置20与限流电路18和第一开关电路22相连，用于从限流电路18接收并存储电能，并在第一开关电路22的控制下向散热装置16放电。蓄电装置34可以是双电层电容器或其它类型的法拉级的大容量电容器，也可以是蓄电池，本实施例中采用双电层电容器。
第一开关电路22具有一检测端，连接在供电电路10的输出端a。第一开关电路22用于在供电电路10无输出时控制蓄电装置20向散热装置20供电。当检测到供电电路10无输出时，第一开关电路22在蓄电装置20和散热装置16间建立放电路径，控制蓄电装置20向散热装置16供电，使得散热装置16可继续将投影机内的余热排出。而，当检测到供电电路10有输出时，第一开关电路22断开，蓄电装置20与散热装置16之间无连接，散热装置16在控制单元12的控制下通过供电调整电路14从供电电路10获得电能，为投影机散热。
容易理解的，投影机散热***100也可不包括供电调整电路14，供电电路10有输出时散热装置16即开始工作，供电电路10无输出时散热装置16在蓄电装置20的支持下继续散热一段时间。
如图2所示，在另一较佳实施例中，投影机散热***200包括供电电路10、供电调整电路14、散热装置16、限流电路18、蓄电装置20、第一开关电路22、第二开关电路24和控制模块26。其中，供电调整电路14、散热装置16、限流电路18和蓄电装置20的功能及连接方式与前述实施例中的相似，在此不再赘述。
本实施例中，供电电路10为投影机内各元件设备供电，例如投影机电源(图中未示出)、控制模块26、供电调整电路14等。控制模块26中存储有运行投影机的设定程序，其根据该设定程序控制投影机内各元件设备的工作。控制模块26包括检测单元28和控制单元30。检测单元28用于对投影机的开、关机状态进行检测，在检测到投影机开机后输出充电信号(例如输出一高电平)，检测到投影机关机后输出放电信号(例如输出一低电平)。容易理解的，可通过检测投影机的开关机按钮(图中未示出)的输出端来得到投影机的开、关机状态。控制单元30为脉冲发生器，用于生成PWM信号。
第二开关电路24连接在供电电路10与限流电路18之间，其接收到上述充电信号时闭合，以在供电电路10与蓄电装置20之间建立电气连接，为蓄电装置20充电；其在接收到上述放电信号，或在供电电路10无输出时断开，以断开上述电气连接。而第一开关电路22的检测端连接到第二开关电路24的输出端b，以根据第二开关电路24的通、断状态，即上述电气连接的有、无，控制蓄电装置20停止向散热装置16供电和向散热装置16供电。
这样，当控制模块26检测到投影机开机时，即控制第二开关电路24闭合，蓄电装置20开始充电，而投影机电源开始预热并逐渐点亮。由于限流电路18的存在，供电电路10的输出不会全部流向蓄电装置20，保证投影机电源可以正常预热并点亮。当控制模块26检测到投影机关机时，即控制第二开关电路24断开，此时第一开关电路22闭合，蓄电装置20开始放电，散热装置16接收来自蓄电装置20的电能并继续工作，以溢散投影机内的余热，延长投影机的使用寿命。当出现人为或意外断电情况时，供电电路10无输出，第二开关电路24自动断开，第一开关电路22闭合，蓄电装置20开始放电，散热装置16继续工作。
特别的，在投影机关机后即让蓄电装置20放电的方式非常适用于便携式投影机。对于便携式投影机来说，其电源插头被拔掉的频率较高，当电源插头被拔掉后，供电电路10即处于无输出状态，第一开关电路22闭合，蓄电装置20放电使散热装置16运转。这种情况在用户每次拔掉电源插头后都会发生，可能会吓到用户或导致用户以为投影机出故障，而且会造成电能的浪费。如果蓄电装置20在关机后即放电就可避免这种情况的发生，同时又充分利用了蓄电装置20中存储的电能，可提高用户对产品的满意度。
如图3所示，为投影机散热***200的一具体电路原理图。其中，供电电路10为一AC/DC直流转换电路，其输出直流电压为12.5V。控制模块26包括微处理芯片及其***电路。检测单元28的输入端与投影机的开关机按钮电连接。
蓄电装置20包括多个顺次串联连接的双电层电容器，每个电容器上都并联有一充放电平衡器，用于均衡电容器的内阻。本实施例中，采用五个额定电压为2.5V的双电层电容器C1、C2、C3、C4和C5组成额定电压为12.5V的蓄电装置，充放电平衡器采用平衡电阻。五个电容器组成的串联支路的阳极与限流电路18的输出端、以及第一开关电路的输入端相连，该串联支路的阴极接地。
第二开关电路24主要包括第一开关管Q1和第二开关管Q2。第一开关管Q1为NPN型三级管，第二开关管Q2为PNP型三级管。第一开关管Q1的发射极与供电电路10的输出端相连，并通过一电阻与其基极相连，其基极通过一电阻与第二开关管Q2的集电极相连，其集电极作为第二开关电路24的输出端b与第一开关电路22的检测端、以及限流电路的输入端相连。第二开关管Q2的基极通过一电阻与控制模块26中检测单元28的输出端相连，其发射极接地。当检测单元28输出高电平时第二开关管Q2导通，第一开关管Q1的基极电压被拉低，导致第一开关管Q1也导通，输出约等于12.5V的直流电(第一开关管Q1导通后有一定压降)，蓄电装置20中的双电层电容器开始充电。当检测单元28输出低电平时，第二开关管Q2截止，第一开关管Q1的基极的电压等于其发射极的电压，则第一开关管Q1也截止，第二开关电路24无输出。当供电电路10因为人为或意外断电时，第一开关管Q1截止，第二开关电路24也无输出。
限流电路18包括三端调整器U1、第一电阻R1和第一二极管D1。本实施例采用LM317三端正向调整器(3-Terminal Positive Adjustable Regulator)。三端调整器U1的电压输入端VIN作为限流电路18的输入端，与第二开关电路24中的第一开关管Q1的集电极相连。三端调整器U1的电压输出端VOUT通过第一电阻R1与其调整端ADJ相连后与第一二极管D1的阳极相连。第一二极管D1的阴极作为限流电路18的输出端，与蓄电装置20中双电层电容器串联支路的阳极相连。其中，第一二极管D1用于防止在蓄电装置20放电时电流倒灌入限流电路18。本实施例中，设定LM317三端正向调整器可将通过其的电流限制在0.2A之内。
第一开关电路22主要包括第三开关管Q3、第二电阻R2和第二二极管D2。第三开关管Q3为N沟道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)，其栅极通过一电阻接地，其栅极同时与第二电阻R2的一端相连，其漏极与散热装置16的输入端相连，其源极与第二二极管D2的阴极相连。第二二极管D2的阳极与蓄电装置20中双电层电容器串联支路的阳极相连。第二电阻R2的另一端作为第一开关电路22的检测端，与第二开关电路24中的第一开关管Q1的集电极相连。当第一开关电路22的检测端的电压为高电平(如上所述，约等于12.5V)时，第三开关管Q3栅极的电压也为高电平，第三开关管Q3截止，蓄电装置20的放电路径断开，蓄电装置20处于充电状态。当第二开关电路24无输出时，第三开关管Q3的栅极的电压被拉低，第三开关管Q3导通，蓄电装置20开始放电。
供电调整电路14主要包括第三二极管D3、电感L1、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6和第七开关管Q7。其中，第四开关管Q4为N沟道MOSFET，第七开关管Q7为P沟道MOSFET，第五开关管Q5为NPN型三级管，第六开关管Q6为PNP型三级管。第四开关管Q4的源极与供电电路10的输出端相连，其漏极与电感L1的一端、第三二极管D3的阴极相连，其栅极通过两电阻分别与第五开关管Q5的发射极和第六开关管Q6的发射极相连。电感L1的另一端作为供电调整电路14的输出端，与散热装置16的输入端相连。第三二极管D3的阳极接地。第五开关管Q5的集电极与供电电路10的输出端相连，其基极通过一电阻与第七开关管Q7的漏极相连。第六开关管Q6的集电极接地，其基极与第五开关管Q5的基极相连。第七开关管Q7的漏极通过一电阻与供电电路10的输出端相连，其源极接地，其栅极通过一电阻接地。第七开关管Q7的栅极还通过一电阻与控制单元12的输出端相连，用于接收PWM信号。当控制单元12输出高电平时，第七开关管Q7导通，第六开关管Q6导通，第五开关管Q5截止，第四开关管Q4的栅极为低电平，第四开关管Q4导通，向散热装置16输出约等于12.5V的电压，散热装置16开始工作。当控制单元12输出低电平时，第七开关管Q7截止，第六开关管Q6截止，第五开关管Q5导通，第四开关管Q4的栅极为高电平，第四开关管Q4截止，供电调整电路14无输出。可实现根据需要实时调整风扇16的转速，降低风扇16工作时的噪音。
散热装置16为风扇，其一端接地，另一端作为散热装置16的输入端与供电调整电路14的输出端相连。散热装置16的两端之间还并联有一电容，用以保持风扇的平稳运转。
容易理解的，本文所述的“连接”为电性连接。
综上所述，一种投影机散热***是采用一蓄电装置，例如双电层电容器，在投影机开机后立即存储电能，在投影机关机后或在投影机人为/意外断电后为散热装置提供电能，以支持散热装置继续工作，及时地将投影机内的余热排出投影机，延长投影机的使用寿命。特别的，通过采用一限流电路，可防止蓄电装置在开始充电时将供电电路输出的功率都消耗掉，从而不会影响投影机电源的预热和启动过程。
另外，由于双电层电容器具有以下优点：(1)充电速度快，几乎可以在投影极电源预热的过程中完成充电；(2)循环使用寿命长、没有“记忆效应”，保证在投影机的正常使用寿命之内都可正常使用；(3)大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小；(4)功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍，使得制成的蓄电装置的重量轻，体积小，从而减小了投影机的体积，减轻了投影机的重量，使投影机更小型化、适于携带；(5)无污染，是理想的绿色环保电源；(6)充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；(7)容量范围大，通常为0.1F到1000F，采用少数的双电层电容器即可满足投影机散热的需求，适用于各种类型的投影机。
可以理解的是，可通过调整微处理芯片的设定程序来调整检测单元28输出控制信号的时机，从而实现依据需求控制蓄电装置20的充、放电时机。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】一种投影机散热***，包括供电电路，用于输出一直流电压，以向一散热装置供电；其特征在于，所述投影机散热***还包括：
    蓄电装置，用于从所述供电电路接收并存储电能；
    限流电路，连接于所述供电电路与所述蓄电装置之间，用于将输出到所述蓄电装置的电流限制在一预设电流范围内；
    第一开关电路，用于在所述供电电路无输出时控制所述蓄电装置向所述散热装置供电。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的投影机散热***，其特征在于：所述限流电路包括三端调整器、第一电阻和第一二极管；所述三端调整器的电压输入端与所述供电电路电性连接，其调整端与所述第一二极管的阳极相连，其电压输出端通过所述第一电阻与第一二极管的阳极相连；所述第一二极管的阴极与蓄点装置电性连接。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的投影机散热***，其特征在于，所述投影机散热***还包括：
    检测单元，用于检测所述投影机的开机和关机状态，并根据所述开机和关机状态输出充电信号和放电信号；
    第二开关电路，连接在所述供电电路与所述限流电路之间，用于根据所述充电信号闭合，以在所述供电电路与所述蓄电装置之间建立电气连接，并根据所述放电信号、以及所述供电电路无输出时断开所述电气连接；
    所述第一开关电路在所述电气连接断开时控制所述蓄电装置向所述散热装置供电。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的投影机散热***，其特征在于，所述投影机散热***还包括：
    控制单元，用于生成供电调整信号；
    供电调整电路，接收所述直流电压和所述供电调整信号，并根据所述供电调整信号调整对所述散热装置的供电量。
  5. 【权利要求5】如权利要求4所述的投影机散热***，其特征在于：所述控制单元为脉冲发生器，所述供电调整信号为脉冲宽度调制信号。
  6. 【权利要求6】如权利要求1至4项中任一项所述的投影机散热***，其特征在于：所述蓄电装置为电容。
  7. 【权利要求7】如权利要求6所述的投影机散热***，其特征在于：所述蓄电装置包括多个串联连接的双电层电容器。
  8. 【权利要求8】如权利要求7所述的投影机散热***，其特征在于：每个双电层电容器上都并联有充放电平衡器。
  9. 【权利要求9】如权利要求8所述的投影机散热***，其特征在于：所述充放电平衡器为平衡电阻。
  10. 【权利要求10】如权利要求1至4项中任一项所述的投影机散热***，其特征在于：所述蓄电装置为蓄电池。
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