照亮节能之光

文｜比利时巴可公司

LED 光源背投技术在图像质量、可维护性和拥有成本方面开启视频显示墙性能显著提高之门。LED光源视频墙具有许多典型优势，包括较少维护和高饱和的色彩。尽管LED光源背投显示墙在24×7控制室环境得到认可，但控制室技术制造商和设计师们目前正在探寻节能和成本之间新的平衡点。巴可最新LED光源背投视频屏幕墙系列产品，融合了LED光源系统特有的优势和一些独特的技术，从而让LED光源视频墙真正高效并适合24×7应用。

1 良好的LED光源冷却特性

一般地，LED 光源芯片在非常小的表面会产生高温，高温会极大地影响视频屏幕墙性能，从而造成光输出降低、出现色移并最终缩短使用寿命等问题。这也是高效散热管理对LED背投系统至关重要的原因。

一种 LED 光源冷却降温方法是，通过连接LED热导管的铜片散热，这也被称为空气冷却。但是铜散热片热容量有限，铜质散热片往往被称为散热系统的瓶颈。因此，空气冷却系统不能有效地冷却背投视频屏幕墙LED光源芯片。

纽约伦斯勒照明研究中心和其他机构所做的大量测试表明：LED 芯片温度降温10度，则LED使用寿命将翻倍。但这无法通过热导管系统实现，需要其他已经证实的技术解决散热问题。

凭借10年LED专业经验，巴可设计基于液体冷却的散热管理系统，可有效地将LED光源芯片温度降低10 度。借助该系统，冷却液喷射流可直接冷却 LED，从而可实现LED 最佳温度水平。主要电脑制造商都已成功地应用这项技术。

2 绿色效能

亮度和系统使用寿命与 LED光源系统密不可分，因亮度越高、耗能越多、LED 温度越高，使用寿命就会缩短。但是，基于液体冷却的高效散热管理系统向视频屏幕墙用户提供了新的选择。首先，液体冷却较之其他系统可提高20%亮度，而且不缩短系统使用寿命。

相反地，还可降低LED芯片温度近20%，从而延长系统使用寿命。勿庸讳言，液体冷冻让视频屏幕墙用户增强系统功耗控制。正如汽车变速箱系统，档位越多越环保。液体冷却正是提供这些选择的技术。

BARCO基于液冷的先进散热管理系统可再降低LED光源温度10度，有效倍增使用寿命。

在背投显示屏设计中，LED光源必须工作在120℃以下的环境中才能保持最佳的工作状态。现在市场上的LED光源模组热功率大约为80W。然而，考虑到作为热源的LED光源模组只有3mm×5mm，所以LED光源背投显示屏制冷设计将是非常有挑战性的一项工作。BARCO公司测试了热导管及风冷方式，遗憾的是，这两种方式如果不采用更多的风扇来提高空气流通量，如果没有足够的空间安装风冷系统，就无法对尺寸非常小的LED光源模组进行有效的制冷。基于这些基础测试，BARCO决定在LED光源背投显示屏中采用冷却效率更高的液冷技术来解决这个问题。

BARCO设计的液冷系统非常可靠，整体系统经过了严格的测试。冷却液（不是水）的选择也非常有针对性，可以保证万一发生冷却液泄露也不会对部件和系统造成损伤。图1是BARCO液冷系统的设计原型。液冷管，如图2所示。巴可液冷机芯，如图3所示。

图1 液冷设计示例图

图2 液冷管

图3 巴可液冷机芯

BARCO已经设计了最高的LED光源模组液冷系统，可以有效地将LED芯片产生的热量带走，并保证LED光源以最佳的性能长时间连续工作。

3 智能电源管理

节能增效的另一个机会在于LED 光源视频屏幕墙调整显示墙所有投影模块颜色或亮度变化的方式。一般通过光学调光器或基于系统 DLP 芯片校正不均匀度，而 LED光源技术通过电源管理支持更智能、更高效的调整方式。巴可 LED光源视频屏幕墙集成了这项技术，显著降低功耗，使系统更环保。借助智能电源管理方法，经过颜色校准的视频屏幕墙比未经校准的屏幕墙节能30%，而且不牺牲对比度。 我们将以两个具有不同亮度和颜色的相邻视频屏幕墙箱体为例。为了保持一致，我们必须降低亮度并减少一个箱体的绿色。如何操作？

3.1 降低亮度

灯泡投影系统通常利用 DMD（数字微镜装置）芯片或光学调光器降低亮度。两种方法都有劣势。使用 DMD，可成功减少白色，但不能减少黑色，从而降低对比度。关闭光学调光器 ——灯泡系统的另一个典型技术——成功保持对比度。在两种情况下，照射到关闭的光学调光器或DLP芯片吸光器的光彻底浪费，也就是白白浪费了一些电能。

大多数 LED 系统也采用 DMD 调整技术来调整亮度，导致对比度降低，但巴可 LED光源投影系统可更高效地处理亮度降低，即通过减少三组 LED芯片功率来实现。优势很明显，不仅有效降低功耗，还保持了对比度。

3.2 减少绿色

灯泡系统和 LED 光源系统通常都利用DMD 芯片调整基数减少某些颜色。部分关闭 DMD，减少颜色。同时，采用该技术意味着牺牲部分动态颜色范围，此外，用于生成图像的部分电能也浪费了。不利用 DMD 芯片增强色彩的 LED 光源系统可以降低某个颜色LED的功耗——在这种情况下，比如绿色LED的功耗来调整色彩。这不仅有利于降低功耗，同时可保证 DMD 完全用于生成图像。

智能电源管理即利用 LED 驱动电路调整功率来确保颜色均匀，是在保持对比度和颜色一致性匹配方面都具有良好效果的成熟技术。该技术不可否认的额外好处就是节能，随着屏幕墙尺寸的增加，节能效果按比例增加。

4 结束语

液体冷却和智能电源管理是巴可在 LED光源投影系统上使用的两大技术，为控制室用户提供更多选择，在功耗方面支持更经济合算地运营视频屏幕墙。有助于显著降低系统拥有成本，持续保证图像质量和均匀度，延长系统使用寿命。因此，视频屏幕墙真正适合 24×7 环境使用。