实用价值指的不是停留在“使用了LED”这个概念上,而是投影机光通量输出要能满足KTV、组建家庭影院等最基本要求,根据业界科学统计权威结果表明,最基本的光通量指标,需要100安时流明左右。现在,完全可以满足市场与用户的需求。
LED光源投影机
众所周知,节能环保已成社会最关注的话题之一。对终端用户而言,假如LED投影机是40W功耗,而传统金卤灯光源是200W功耗,一台投影机节约约160W的功率,无论是对于任何一个家庭和用户,好像都没有实际意义,为什么呢?假如投影机使用寿命20,000小时,一小时节约0.16度电,最终只能省3200度电左右,折合人民币2240元(按0.7元/度计),但购买这样的LED光源投影机,可能差不多也要多支出1000元,也就只能节约1240元的电费,但一天使用6小时,20,000小时需要使用9年多,一年只能节约130元,一月节约11元,相当于多抽了一包烟,所以也没有什么价值,对在乎眼前利益的客户,更是完全没有任何吸引力。
这是否说明,LED投影机不需要低功耗?
但实际情况完全不是这样,因为我们只考虑了企业自身,行业,终端用户,没有考虑社会这个最大的环境,没有考虑社会的准入长远的“潜规则”,如果我们把出发点和要达到的目标建立在“全社会”这个广袤的领域,那就完全不一样了。
首先,假如这个行业想做到本质的突破,比如现在全行业的年产销量是80,000台,希望以后能做到80万台,800万台,8000万台,这个希望和幻想需要理由,有什么样可能能做到8000万台?当然并不是没有可能。
假如LED只是仗着寿命长(50,000小时),那么按LED的成本换算,就算买10只金卤灯(一只5,000小时),也还没有一组150W的LED模组贵,而且是“分期付款”,所以金卤灯更有优势,而金卤灯既然都只有80,000台的年产销售量,比它更缺乏优势的LED,取得突破的可能性基本上就没有。
这也是为什么投影机自上世纪50年代面世,到现在还只是存在于专业市场的原因,说到底,也就是投影机对社会还没有影响力,可以这样说:可有,也可无。没有影响力,是因为它不符合社会的基本要求,达不到大批量的准入原则。
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我们来算笔账:假如投影机做到了年产销量8,000万台(还没有显示领域的10%,这个数量不算离谱),用传统光源,假如平均功率200W/台,每年使用2000h(每天5~6小时),则全年耗电量3200亿度电,这是多少个三峡工程了(加上损耗,需要15~20个三峡电站),社会根本承担不了这样的“奢侈品”,同样,8000万台投影机分布在世界各地,以传统技术论,需要多少人力去保养和维护(起码需要500万人,平均每人一年总开支30000元,则需要开支15000亿元,是个什么概念)?社会也承受不了。既然社会承受不了投影机,那投影机也只能停留在专业市场。
如果是LED光源,每台平均功耗30W,那么仅需要1个三峡工程就可以了,同时假如满足免维护要求的话,社会最终有接受的可能。这是LED的先天优势,也是LED应用到投影机的一个最大的理由。
经过长期的试验,随着LED采购成本的降低,我们认为LED光源投影机,整机功耗维持在30-40W,LED功耗维持在20~30W比较合理,这样可以获得最高的性价比(在性能和成本曲线上比较理想的区域),这样的功率,单LED光源投影机的极限最大亮度可以做到真实的100安时流明,值得高兴和自豪的是,我们做到了。随着LED上线行业的发展,现在做到真实的500ANSILm左右,和现在国外专业的家庭影院投影机亮度指标基本一致。
所以如果LED光源投影机,仍然停留在传统市场,那么可以说没有太多的优势,如果想突破到更广袤的市场,则节能和免维护是最必要的条件。
虽然LED理论寿命长达100,000h以上,但这仅仅是理论值而已,现实中应用的LED,寿命在数微秒~数万小时之间,对投影机而已,LED的工作环境是很苛刻的,也就是说,不可能一直工作在23°C这样的结温下(芯片的温度),通常能将结温控制在55°C这样的点上,已经是非常了不起甚至是趋于理想状态了。在设计散热系统的时候,更多的是受制于性价比和稳定性等因素。作为投影机光源应用,LED寿命在20,000h~50,000h较合理。按照国外照明行业标准(美国),白光LED光通量衰减到初始值70%时,称为“使用寿命”或者叫“报废寿命”,这还没有考虑颜色漂移因素在内。
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从我们做的试验看,不同的驱动方式,不同的结温试验条件下(最大结温允许值内),最大衰减值是1000h光通量衰减20%,色温降低3500K;最小的衰减值是10,000h衰减3%,20,000h后约衰减5%,色温基本维持不变。其中:液冷散热效果最好,且能容易使结温恒定,几乎在室温~55°C任何温度点都能设计,不足之处是性价比低,保养至少一年一次,且运输存在问题,适合于固定使用的大型投影仪;热管散热效果佳,但性价比却也非常低,国内除少数几个厂家外,热管行业还不够专业和标准化,热管适合整机有体积限制的大功率LED(50W以上);传统铝合金强制风冷散热器性价比最高,但散热效果不佳,适合小功率LED(30W以内,功率增大就算是将面积成倍增大也无明显作用),比如我们将使用的12W型LED;新型的铜铝散热器,能在性价比上得到一个较好的平衡点,且涵盖功率范围宽(12W~100W均有较出色散热表现);至于半导体散热器,理论上是不错,但实践一下,就可能会觉得它不是很适合了。
理想的LED光源寿命,应该设计在50,000以上,这非常难,但合理的散热前提下(和免维护又会冲突),也是可以做到的。
注:LED长寿命低衰减必须通过散热和驱动技术得以实现!
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