紧凑型金属卤化物灯在投影仪中的应用分析
经过几十年的不断改进、优化和广泛应用，双壳紧凑型金属卤化物灯已经被制造得非常稳定、可靠、低温、长寿命、耐用和低价。因为以上优点，在国产投影机中应用广泛，是DIY投影爱好者的首选。如果在理想状态下使用理想整流器，常用的150W双壳紧凑型金属卤化物灯，其极限发光效率可达140lm/W，是现有投射灯中效率最高的。显色指数可达97，像太阳一样明亮，色彩比其他投射灯更鲜艳。亮度达到30000流明以上，比普通的300W金属卤化物灯还要亮；并且寿命可以达到10000小时，是各种投射灯中最高的。
但如果使用普通的照明整流器，无论是电感式还是电子式整流器，其发光效率只有85lm/W，显色指数只有65，亮度只有11300 lm，寿命只有6000小时。这也是那些使用双壳紧凑型金属卤化物灯，却选择普通整流器的投影仪亮度低，颜色不好的主要原因。
如果想用双壳紧凑型金属卤化物灯制作投射灯，但亮度高、色彩好、温度低、寿命长，就必须研制专用的高亮度电子镇流器，使其光效和色彩达到甚至超过专业投射灯，但使用寿命比专业投射灯长得多。这就要求明亮的电子镇流器必须使双壳紧凑型金属卤化物灯工作在接近极限的稳定状态，发出最佳的亮度和色度。其实专业投射灯工作在极限状态，但由于体积小，寿命一般不长，只有几百小时，最多2000小时。但双壳紧凑型金属卤化物灯在接近极限的稳定状态下工作时，寿命还是很长的。研究表明，其寿命可达10000小时，是寿命最长的投射灯。
然而，要使双壳紧凑型金属卤化物灯在保证其稳定性的同时接近极限地工作并不容易。之前无数人进行了艰苦卓绝的研究和实验，没有一个取得理想的结果。在双壳紧凑型金卤灯作为投射灯的研究和应用中，经过几年不懈的潜心研究，大量的实验和量产应用，美图的科研人员在摸清了双壳紧凑型金卤灯的特性后，终于解决了这一难题，研制出了能使双壳紧凑型金卤灯接近极限工作并保证稳定的高亮度集成电源， 从而使采用150W双壳紧凑型金卤灯的投影机的亮度和色度，与普通整流器的250W金卤灯相比，其亮度和色度更高，证明双壳紧凑型金卤灯在投影机中的应用比专业投射灯更大，其亮度、色度、光效、显色指数，尤其是寿命和价格，比专业投射灯更有优势和竞争力。 而且美图做的150W双壳紧凑型金卤灯，88元只要人民币，非常适合投影仪在家庭中的推广应用。可以预见，能够达到让投影仪进入家庭并广泛应用的条件的投射灯，就是这种长寿命、低温、耐用、低价的双壳紧凑型金属卤化物投射灯，尤其是美图的双壳紧凑型金属卤化物灯。
为了让大家更好的了解和认识双壳紧凑型金卤灯是如何工作在近极限状态且稳定可靠的，这里简单介绍一下如何使双壳紧凑型金卤灯稳定工作在近极限状态的条件及其亮点集成电源。
要使双壳紧凑型金属卤化物灯工作在接近极限的稳定状态，其匹配整流器必须满足以下理想条件：1。波峰因数CF=1。2.灯电流是高频正弦波。3.灯电流和电压的相位是一致的。4.工作电压自稳定。5.灯电流是稳定的和自控的。6.双重反声共振，防浮弧和
当匹配整流器满足上述理想条件时，150W双壳紧凑型金属卤化物灯可达到极限功率230W，极限光效140 lm/W，极限显色指数97，极限亮度32000 lm，比普通300W金属卤化物灯更亮。安装在投影仪上的实际效果比250W投影仪更亮，但温度不高。
我们知道，电感整流器的波峰因数CF为2.1，灯电流为失真的低频尖角波，灯电流和灯电压的相位不一致，工作电压随电源电压不稳定波动，灯电流无法平滑控制，存在无声谐振现象但存在浮弧现象。
从上面可以看出，电感整流器与理想整流器相差甚远，是整流器中最差的。因此，电感整流器在极限状态下无法稳定工作，即使被迫超功率工作，也只能将150W双壳紧凑型金属卤化物灯的功率提高到180W，光效从80 lm/W提高到95 lm/W，显色指数从65提高到80，亮度从17000 lm提高到170。这就是为什么那些使用电感整流器的投影仪不能使用正常白光的6K5色温的金属卤化物灯，而要使用重度蓝色的10K色温的金属卤化物灯。
米托投影机高亮度集成电源的波峰因数可达CF=1.3，灯电流为理想的高频正弦波。灯电流和电压的相位基本一致，并带有稳压电路，工作电压稳定，不随电源波动而变化，灯电流自动反馈，平滑控制。具有双重防声共振、防浮弧、防闪功能。离理想整流器不远，所以能在极限状态附近稳定工作。150W双壳紧凑型金属卤化物灯功率可超过210W，光效可从80 lm/W提高到125lm/W，显色指数可从65提高到93，亮度可从11300 lm提高到26000 lm，但色温基本保持不变，优于使用普通整流器的250W。
美图集成电源还具有以下优点：具有灯热保护功能、灯不亮保护功能、灯开路保护功能、灯短路保护功能、灯接触不良保护功能、灯突然开路保护功能、灯超温保护功能等多种灯故障保护功能。和突然断电保护功能，使灯具和集成电源本身在任何状态下都不会损坏。启动电压高达6 kV，能瞬间可靠点亮那些不易点亮的金属卤化物灯，不会出现灯有时不亮时失灵的尴尬状态。它具有1路12V2A稳压输出电路、2路风扇延时输出电路、1路开关灯控制输入电路、1路温度检测输入电路和1路外接电池输入电路，全连接插座设计和一体化紧凑结构可以使投影机更小、更简单、组装连接更方便快捷。输入电源电压从100 V到250 V，全局电压通用。无头痛射频谐波干扰，对电视和电网无干扰，让投影仪看电视时画面更清晰干净。
美图高亮度一体化电源原理框图如图。由带保险和抗冲击的EMI滤波电路、带功率因数校正的boost稳压电路、半桥高频逆变整流电路、交流高压间歇点灯电路、正弦波输出电路、灯电流稳控反馈电路、双防声谐振防浮弧防闪电路、灯故障保护电路(灯不亮、灯开路、灯短路、灯接触不良、灯突然断开)、灯热启动保护电路、超温保护电路、12V稳压输出电路等组成。
紧凑型金属卤化物灯在投影仪中的应用
紧凑型金属卤化物灯在投影仪中的应用
从图中可以看出，为了使双壳紧凑型金属卤化物灯达到最大、最佳的光输出，美图增亮一体化电源的电路结构比普通电子镇流器更加复杂、全面、完善，增加了许多普通电子镇流器所没有的电路。比如在灯电流输出中加入了正弦波输出电路、稳态控制反馈电路和双重反声谐振反浮弧反闪电路，使流经灯管的电流和电压为稳定、理想的高频正弦波，而不是失真、不规则的低频尖角波；增加交流高压间歇点亮电路触发点亮，减少普通脉冲点亮方式对灯管的损害，防止连续点亮方式容易造成电路击穿的现象。在提升相关性能、加强保护方面，增加了很多电路，让美图高亮集成电源板更加理想、安全、可靠、易用、耐用。如：完善的保护功能，使灯具无论处于任何状态，都不会损坏灯具和高亮度集成电源本身；全插座设计和一体化紧凑结构可以使投影机更小、更简单、组装连接更方便快捷；带有12V和5V开关灯信号连接器，可直接与LCD信号板连接，无需再安装另外的控制板和电源板。有了风扇延迟电路和连接器，不需要额外的延迟板。
如果投影机采用米托高亮集成电源和米托开模制作的双壳紧凑型金属卤化物灯，投影机的结构和组装会变得非常简单、轻便、容易、快捷，同时亮度和色彩会比同类型的更亮、更纯粹，但温度会更低。美图投影仪就是应用这一方案的典范。从米托投影仪可以看到，里面只有两块电路板，一块是高亮度集成电源板，一块是LCD驱动信号板；没有开关电源板，控制板，延时板，整流板，继电器，连接线飞来飞去等等这些眼花缭乱的东西。非常简洁明了；虽然灯管功率已经超过到210W，比250W的灯更亮，但是色温并没有降低，依然是纯净的亮白色，不黄不蓝；空气出口温度低于电感整流器的温度。可以预见，未来飞入寻常百姓家实现大规模普及应用的投影机将是美图这种符合中国国情的低价耐用的三片式投影机方案，而不是DLP或三片式液晶投影机。就像当初飞进寻常百姓家的是不是很清晰但价格低廉的VCD，而不是很清晰但价格昂贵且技术难度大的LD和DVD的道理。不信你就等着瞧吧，三年之内，保证蜂拥而至。
