LED 投影机散热系统改造

sun10851

   小时候看一场电影都是一种享受，长大工作了接触到了很多投影机，当采用 LED 做光源的投影机号称永远不用换投影灯的时候，于2013年初毫不犹豫的买了一台在家里当电视机用。100寸的画面是何等的震撼，画面质量比背投电视好多了！可惜好景不长，只用了二年一个月就没有图像了，声音正常，从投影机镜头里看进去，能看到很暗的图像，与售后服务联系，答复是 LED 光源坏了。LED 灯刚好过了2年的保修期，售后维修要收费，只好自己修了。拆开外壳，量 LED 两端有 36V 的电压，看来只能换新灯了。一个100W的 LED 灯售后要200元，太贵了（因为投影机980元买的）。在淘宝上花125元买了一个安上，图像是正常了，但略微有点偏黄色，因为新买的 LED 灯色温低于6500K ，只能凑合着用了。
    偏偏好事多磨，用了 一年二个月，突然有一天画面亮度大大降低，测投影机的整机功率由120W降到了80W , 估计LED 灯由100W降到了60W 。和淘宝上的卖家联系，又花90元买了一个新的 LED 灯，并且保证色温是6500K的。安上后图像色彩、亮度俱佳，可是30分钟后图像中间慢慢由小到大出现一个碗口大的黑斑，赶紧关机！冷却后重新开机，图像又正常，30分钟后重复同样的现象。与卖家联系，答复是 LED 散热不良。因为当时室温是30度，可能就是散热不良！只好把新灯换下来暂时搁置（暂用旧的）。当2016年冬天来了室温低到8度的时候，把新灯安上使用一切正常，连续工作3小时都没有问题，看来就是散热不良造成的。随着天气转暖，必须想办法对 LED 的散热系统进行改造！
原散热系统是用一个热管加一个鼓风扇，热管、鼓风扇、LED灯在一个独立的盒子里，鼓风扇在给 LED 散热的同时兼把整个投影机内部的热风吹向机壳外。找了半天，也没有在热管上找到热管的型号，量得热管的叉指式散热铝片的长度是87 毫米，宽度是 70毫米，叉指长11 毫米，齿片数量是22片。在淘宝上找到尺寸类似的叉指式散热铝片是69*27-120毫米，并且是 氧化发黑的（原散热片没有氧化发黑），齿片数量也是22片（重量是270克）。把新买散热片的叉指与原散热片的叉指对扣在一起，因新买散热片的叉指比原散热片的叉指长 6毫米，这样冷却风还能通过。测得工作时投影机向外吹的热风的温度是30 度。这样正常使用了2个多月，随着天气温度的升高，发现画面中间逐渐出现了一个一尺大的一个暗黄斑，看来散热还是不行，需要进一步改造。
根据投影机内部允许的尺寸，又在淘宝上找到尺寸为150*69*36MM的叉指式铝制散热片（重量是320克），把这个散热器的平面与原来买的散热器的平面对在一起，然后用细铁丝拧紧固定，在往投影机上安装的时候，内部空间已经无法完全容纳，只好在塑料外壳上用电烙铁烫出了一个能使新散热器漏出机外的一个大洞。测得工作时投影机向外吹的热风的温度是 38度。因为散热器已经外露，测得外露散热器的温度是40 度。这样做，画面中间的暗黄斑仍然有扩大的趋势，只好在外露散热器的叉指上安装了一个 AMD CPU 用的散热风扇（用机内风扇的12V 电源），没想到外露散热器的温度一下子降低到了 28 度（向外吹的热风的温度是 34度），立竿见影！暗黄斑没有了扩大的趋势。这样又正常使用了个把月，随着天气温度的升高，又出现30分钟后图像中间慢慢由小到大出现一个碗口大的黑斑，估计 LED 灯要玩完了！
在淘宝上找，发现 LED 灯已经大降价，100W  LED 灯原来90元买的降到了48元，并且还有26元一个更便宜的！因为担心散热系统没有改造彻底造成更大的损坏，买了一个26元的试用。在安装时顺便把温度表的测温探头安在了离 LED 灯很近的散热器位置上，理论上 LED 灯在工作时温度要求最好别超过60摄氏度，新 LED 灯安装好后工作时测量LED 灯的工作温度是59摄氏度，工作30分钟后碗口大的黑斑不在出现了，但一尺大的暗黄斑仍然有扩大的趋势。LED 灯已经换新了，难道是液晶屏坏了，网上一查，还真是温度过高造成液晶屏的偏振片发黄。工作30分钟后手摸投影机外壳温度比较高，看来是投影机内部温度过高了。因为我的投影机是吊装在天花板上的，在向着天花板的方向上，在不影响吊装架子安装的位置上，在塑料外壳上用电烙铁烫出了一个洞，安装了一个电脑电源盒用的散热风扇，来抽出机内的热量，安装好后试机，暗黄斑没有了扩大的趋势，并且工作时测量LED 灯的工作温度只有48摄氏度，比原来低了11度啊，可见效果之大！而这时外露散热器的温度只有28 度（此时室温是23度）。至此，改装基本成功！缺点是风扇噪声比原来大多了。当室温升高到30度时，测得工作时LED 灯的工作温度是51 摄氏度，外露铝散热器的温度是35 度，投影机向外吹的热风的温度是 41度（原出风口）和35 度（后加出风口）；当室温升高到35度时，测得工作时LED 灯的工作温度是57 摄氏度。改造后保证了LED 灯在工作时温度没有超过60摄氏度，改装完美成功！
总结：LED 灯在工作时温度要求最好别超过60摄氏度，这是最根本的。在卖 LED 灯的网站上说：所有的 LED 灯珠必须配散热片、导热硅脂使用，每 W 需要50克重量左右的铝片，例如：50W 的LED 灯需要2.5公斤左右的铝板或铜芯，铁钢之类不可以散热。因为热量在固体散热片的传播速度比在空气中快，所以足够重量的散热片是必须的。本机改装中使用的叉指式散热器加上原来的热管重量一共有700克左右，并且使用了3个风扇。在卖投影机 DIY套件的网站上说，投影机的 LED 光源必须用热管散热，但热管也有大小之分，并且热管的铝制散热器重量普遍偏小。改装以后的散热系统相比投影机出厂时配置的散热系统，原来的散热能力就太不足了（原机鼓风扇额定供电是24V的，实际用12V供电，降低电压使用了------典型的山寨厂风格啊）！这也就是理论上说 LED 灯的寿命有5万小时而实际在使用中寿命要短得多的重要原因！原机自带的 LED 灯用了二年一个月坏了以后与售后服务联系，售后竟然说寿命最长的 LED 灯也只有5年，而最短的只有3个月，可见做好散热，使LED灯在工作时温度不高于60度的重要性！晶体管 LED灯工作温度高了，不见得会马上坏，但寿命肯定会短了（同时光衰会加剧）。因为我的投影机的 LED 灯恒流供电电路一直没有出现过故障，本文也暂不考虑供电方式对 LED 灯寿命的影响。在网上查过了，没有查到投影机用大功率 LED 灯的国家标准，不明白为什么同是 100W的 LED 灯，为什么发热量差别很大，难道是制造工艺或管芯大小不同？另外 ：以灯具或照明用途销售的大功率 LED 不能完全保证色温在 6500K 或更高，在实际使用中往往图像颜色发黄（经过实际有人试用过的才能保证颜色纯正），所以购买时要留意。
本改造过程前后用了将近一年的时间，浪费了大量的精力，故本文是原创，未经同意，不得随意转发！

华维国际

LED 的生产工艺差别很大，这就是技术

小徒弟的徒弟

动手能力很强，辛苦了

MACD998

辛苦   学习了

damz

楼主：请问能否用水冷的方式替代风冷呢？

sun108512

用水冷的方式替代风冷 肯定可以，就是成本会太高。

wangliling

楼主相当的厉害

hy490040

感谢分享。探索研究就是烧钱。

thrlsj

辛苦了.楼主厉害,感谢分享。

黑白小象

辛苦了.楼主厉害,感谢分享