文｜比利時巴可公司

LED 光源背投技術(shù)在圖像質(zhì)量、可維護性和擁有成本方面開啟視頻顯示墻性能顯著提高之門。LED光源視頻墻具有許多典型優(yōu)勢，包括較少維護和高飽和的色彩。盡管LED光源背投顯示墻在24×7控制室環(huán)境得到認(rèn)可，但控制室技術(shù)制造商和設(shè)計師們目前正在探尋節(jié)能和成本之間新的平衡點。巴可最新LED光源背投視頻屏幕墻系列產(chǎn)品，融合了LED光源系統(tǒng)特有的優(yōu)勢和一些獨特的技術(shù)，從而讓LED光源視頻墻真正高效并適合24×7應(yīng)用。

1 良好的LED光源冷卻特性

一般地，LED 光源芯片在非常小的表面會產(chǎn)生高溫，高溫會極大地影響視頻屏幕墻性能，從而造成光輸出降低、出現(xiàn)色移并最終縮短使用壽命等問題。這也是高效散熱管理對LED背投系統(tǒng)至關(guān)重要的原因。

一種 LED 光源冷卻降溫方法是，通過連接LED熱導(dǎo)管的銅片散熱，這也被稱為空氣冷卻。但是銅散熱片熱容量有限，銅質(zhì)散熱片往往被稱為散熱系統(tǒng)的瓶頸。因此，空氣冷卻系統(tǒng)不能有效地冷卻背投視頻屏幕墻LED光源芯片。

紐約倫斯勒照明研究中心和其他機構(gòu)所做的大量測試表明：LED 芯片溫度降溫10度，則LED使用壽命將翻倍。但這無法通過熱導(dǎo)管系統(tǒng)實現(xiàn)，需要其他已經(jīng)證實的技術(shù)解決散熱問題。

憑借10年LED專業(yè)經(jīng)驗，巴可設(shè)計基于液體冷卻的散熱管理系統(tǒng)，可有效地將LED光源芯片溫度降低10 度。借助該系統(tǒng)，冷卻液噴射流可直接冷卻 LED，從而可實現(xiàn)LED 最佳溫度水平。主要電腦制造商都已成功地應(yīng)用這項技術(shù)。

2 綠色效能

亮度和系統(tǒng)使用壽命與 LED光源系統(tǒng)密不可分，因亮度越高、耗能越多、LED 溫度越高，使用壽命就會縮短。但是，基于液體冷卻的高效散熱管理系統(tǒng)向視頻屏幕墻用戶提供了新的選擇。首先，液體冷卻較之其他系統(tǒng)可提高20%亮度，而且不縮短系統(tǒng)使用壽命。

相反地，還可降低LED芯片溫度近20%，從而延長系統(tǒng)使用壽命。勿庸諱言，液體冷凍讓視頻屏幕墻用戶增強系統(tǒng)功耗控制。正如汽車變速箱系統(tǒng)，檔位越多越環(huán)保。液體冷卻正是提供這些選擇的技術(shù)。

BARCO基于液冷的先進散熱管理系統(tǒng)可再降低LED光源溫度10度，有效倍增使用壽命。

在背投顯示屏設(shè)計中，LED光源必須工作在120℃以下的環(huán)境中才能保持最佳的工作狀態(tài)?，F(xiàn)在市場上的LED光源模組熱功率大約為80W。然而，考慮到作為熱源的LED光源模組只有3mm×5mm，所以LED光源背投顯示屏制冷設(shè)計將是非常有挑戰(zhàn)性的一項工作。BARCO公司測試了熱導(dǎo)管及風(fēng)冷方式，遺憾的是，這兩種方式如果不采用更多的風(fēng)扇來提高空氣流通量，如果沒有足夠的空間安裝風(fēng)冷系統(tǒng)，就無法對尺寸非常小的LED光源模組進行有效的制冷?；谶@些基礎(chǔ)測試，BARCO決定在LED光源背投顯示屏中采用冷卻效率更高的液冷技術(shù)來解決這個問題。

BARCO設(shè)計的液冷系統(tǒng)非?？煽?，整體系統(tǒng)經(jīng)過了嚴(yán)格的測試。冷卻液（不是水）的選擇也非常有針對性，可以保證萬一發(fā)生冷卻液泄露也不會對部件和系統(tǒng)造成損傷。圖1是BARCO液冷系統(tǒng)的設(shè)計原型。液冷管，如圖2所示。巴可液冷機芯，如圖3所示。

圖1 液冷設(shè)計示例圖

圖2 液冷管

圖3 巴可液冷機芯

BARCO已經(jīng)設(shè)計了最高的LED光源模組液冷系統(tǒng)，可以有效地將LED芯片產(chǎn)生的熱量帶走，并保證LED光源以最佳的性能長時間連續(xù)工作。

3 智能電源管理

節(jié)能增效的另一個機會在于LED 光源視頻屏幕墻調(diào)整顯示墻所有投影模塊顏色或亮度變化的方式。一般通過光學(xué)調(diào)光器或基于系統(tǒng) DLP 芯片校正不均勻度，而 LED光源技術(shù)通過電源管理支持更智能、更高效的調(diào)整方式。巴可 LED光源視頻屏幕墻集成了這項技術(shù)，顯著降低功耗，使系統(tǒng)更環(huán)保。借助智能電源管理方法，經(jīng)過顏色校準(zhǔn)的視頻屏幕墻比未經(jīng)校準(zhǔn)的屏幕墻節(jié)能30%，而且不犧牲對比度。 我們將以兩個具有不同亮度和顏色的相鄰視頻屏幕墻箱體為例。為了保持一致，我們必須降低亮度并減少一個箱體的綠色。如何操作？

3.1 降低亮度

燈泡投影系統(tǒng)通常利用 DMD（數(shù)字微鏡裝置）芯片或光學(xué)調(diào)光器降低亮度。兩種方法都有劣勢。使用 DMD，可成功減少白色，但不能減少黑色，從而降低對比度。關(guān)閉光學(xué)調(diào)光器 ——燈泡系統(tǒng)的另一個典型技術(shù)——成功保持對比度。在兩種情況下，照射到關(guān)閉的光學(xué)調(diào)光器或DLP芯片吸光器的光徹底浪費，也就是白白浪費了一些電能。

大多數(shù) LED 系統(tǒng)也采用 DMD 調(diào)整技術(shù)來調(diào)整亮度，導(dǎo)致對比度降低，但巴可 LED光源投影系統(tǒng)可更高效地處理亮度降低，即通過減少三組 LED芯片功率來實現(xiàn)。優(yōu)勢很明顯，不僅有效降低功耗，還保持了對比度。

3.2 減少綠色

燈泡系統(tǒng)和 LED 光源系統(tǒng)通常都利用DMD 芯片調(diào)整基數(shù)減少某些顏色。部分關(guān)閉 DMD，減少顏色。同時，采用該技術(shù)意味著犧牲部分動態(tài)顏色范圍，此外，用于生成圖像的部分電能也浪費了。不利用 DMD 芯片增強色彩的 LED 光源系統(tǒng)可以降低某個顏色LED的功耗——在這種情況下，比如綠色LED的功耗來調(diào)整色彩。這不僅有利于降低功耗，同時可保證 DMD 完全用于生成圖像。

智能電源管理即利用 LED 驅(qū)動電路調(diào)整功率來確保顏色均勻，是在保持對比度和顏色一致性匹配方面都具有良好效果的成熟技術(shù)。該技術(shù)不可否認(rèn)的額外好處就是節(jié)能，隨著屏幕墻尺寸的增加，節(jié)能效果按比例增加。

4 結(jié)束語

液體冷卻和智能電源管理是巴可在 LED光源投影系統(tǒng)上使用的兩大技術(shù)，為控制室用戶提供更多選擇，在功耗方面支持更經(jīng)濟合算地運營視頻屏幕墻。有助于顯著降低系統(tǒng)擁有成本，持續(xù)保證圖像質(zhì)量和均勻度，延長系統(tǒng)使用壽命。因此，視頻屏幕墻真正適合 24×7 環(huán)境使用。