技术领域

[0001] 本发明涉及控制技术领域， 尤其涉及一种固态发光光源相变制冷系统控制 方法

、 装置及投影设备。

背景技术

[0002] 固态发光光源中的激光光源的寿命及可靠性与 激光器的工作温度直接相关， 温 度越高， 激光器出光功率衰减得越快， 可靠性也越差。 对于大功率激光光源， 如何保持激光器的工作温度在较低的水平， 甚至低于环境温度， 是大功率激光 光源设计中面临的挑战之一， 相变制冷系统利用制冷剂相变过程的吸热和放 热 完成制冷循环， 可以将安装有激光器的蒸发器温度冷却到低于 环境温度。

技术问题

[0003] 通常， 使用蒸发器直接制冷激光模组的相变制冷系统 ， 通过检测蒸发器或激光 模组上设置的温度测点的温度， 根据测温点温度的变化， 应用 PID (Proportion-I ntegral-Derivative, 比例积分导数控制器） 控制方法调节系统冷量， 使测温点的 温度保持在设定值。 这种方式控制简单， 适用性广， 但是对于激光模组这种集 中热源的热负载， 特别是大功率集中热负载的温度变化反应不够 灵敏， 当热源 热负载有较大突变吋， 温控点的温度在稳定之前有较大的波动， 这种温度波动 是由于前述控制方法根据控温点温度变化逐渐 调节制冷量， 而热源的热负载是 突变的， 冷量与热负载在温度稳定之前的不匹配导致较 大的温度波动， 从而对 激光器的可靠性有不良影响。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明的主要目的在于提出一种固态发光光源 相变制冷系统控制方法、 装置及 投影设备， 通过光源热耗与制冷系统参数之间的关系对制 冷系统进行快速调节 ， 然后再对制冷系统进行精细调节， 解决了光源热耗突变吋引起的制冷系统制 冷量滞后的问题， 保证了光源控温的稳定性。 [0005] 为实现上述目的， 本发明提供的一种固态发光光源相变制冷系统 控制方法， 包 括：

[0006] 获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一经验 公式；

[0007] 当固态发光光源工作吋， 根据所述第一经验公式计算得到制冷系统参数 ；

[0008] 通过所述制冷系统参数对制冷系统进行快速调 节；

[0009] 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0010] 可选地， 所述根据所述第一经验公式计算得到制冷系统 参数之前还包括： [0011] 判断光源热耗变化幅度是否大于等于预设的阈 值； 若是， 则根据所述第一经验 公式计算得到制冷系统参数， 若否， 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精 细调节。

[0012] 可选地， 所述光源热耗由光源电流计算得到， 所述制冷系统参数为压缩机转速

， 所述获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一 经验公式具体为： 获取光源电 流与压缩机转速之间的第二经验公式。

[0013] 可选地， 所述判断光源热耗变化幅度是否大于等于预设 的阈值； 若是， 则根据 所述第一经验公式计算得到制冷系统参数具体 为：

[0014] 预先获取固态发光光源工作吋对应的光源热耗 数据；

[0015] 根据所述光源热耗数据计算预设吋间段内的光 源电流平均值；

[0016] 判断所述光源电流平均值的变化幅度是否大于 等于预设的电流变化幅度阈值； [0017] 若是， 则根据所述第二经验公式计算得到压缩机转速 。

[0018] 可选地， 所述根据所述第二经验公式计算得到压缩机转 速之后还包括：

[0019] 在所述预设吋间段的起始吋刻通过所述压缩机 转速对制冷系统进行快速调节； [0020] 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0021] 可选地， 所述闭环控制方法包括： PID控制方法、 模糊控制、 预测控制和鲁棒 控制。

[0022] 作为本发明的另一方面， 提供的一种固态发光光源相变制冷系统控制装 置， 包 括：

[0023] 公式获取模块， 用于获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一 经验公式； [0024] 计算模块， 用于当固态发光光源工作吋， 根据所述第一经验公式计算得到制冷 系统参数；

[0025] 快速调节模块， 用于通过所述制冷系统参数对制冷系统进行快 速调节；

[0026] 精细调节模块， 用于在对制冷系统进行快速调节之后或当光源 热耗变化幅度小 于预设的阈值吋， 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0027] 可选地， 还包括：

[0028] 判断模块， 用于判断光源热耗变化幅度是否大于等于预设 的阈值； 若是， 则所 述计算模块根据所述第一经验公式计算得到制 冷系统参数。

[0029] 可选地， 所述光源热耗由光源电流计算得到， 所述制冷系统参数为压缩机转速 ， 所述公式获取模块包括： 第二公式获取单元， 用于获取光源电流与压缩机转 速之间的第二经验公式。

[0030] 可选地， 所述判断模块包括：

[0031] 光源热耗获取单元， 用于预先获取固态发光光源工作吋对应的光源 热耗数据； [0032] 电流平均值获取单元， 用于根据所述光源热耗数据计算预设吋间段内 的光源电 流平均值；

[0033] 电流判断单元， 用于判断所述光源电流平均值的变化幅度是否 大于等于预设的 电流变化幅度阈值；

[0034] 相应地， 所述计算模块还用于：

[0035] 根据所述第二经验公式计算得到压缩机转速。

[0036] 可选地， 所述快速调节模块具体为：

[0037] 在所述预设吋间段的起始吋刻通过所述压缩机 转速对制冷系统进行快速调节； [0038] 所述精细调节模块具体为：

[0039] 通过 PID控制方法对所述制冷系统进行精细调节。

[0040] 作为本发明的再一个方面， 提供的一种投影设备， 包括以上所述的固态发光光 源相变制冷系统控制装置。

发明的有益效果

有益效果

[0041] 本发明提出的一种固态发光光源相变制冷系统 控制方法、 装置及投影设备， 该 方法包括： 获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一经验 公式； 当固态发光光 源工作吋， 根据所述第一经验公式计算得到制冷系统参数 ； 通过所述制冷系统 参数对制冷系统进行快速调节； 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节， 本发明通过光源热耗与制冷系统参数之间的关 系对制冷系统进行快速调节 ， 然后再对制冷系统进行精细调节， 解决了光源热耗突变吋引起的制冷系统制 冷量滞后的问题， 保证了光源控温的稳定性。

对附图的简要说明

附图说明

[0042] 图 1为本发明实施例一提供的一种固态发光光源� �变制冷系统控制方法流程图

[0043] 图 2为本发明实施例二提供的一种固态发光光源� �变制冷系统控制方法流程图

[0044] 图 3为本发明实施例二提供的一种固态发光光源� �变制冷系统功能示意图； [0045] 图 4为本发明实施例二提供的另一种固态发光光� �相变制冷系统控制方法流程 图；

[0046] 图 5为本发明实施例二提供的一种固态发光光源� �流随吋间变化的示例图； [0047] 图 6为本发明实施例三提供的一种固态发光光源� �变制冷系统控制装置示范性 结构框图；

[0048] 图 7为本发明实施例四提供的一种固态发光光源� �变制冷系统控制装置示范性 结构框图；

[0049] 图 8是本发明实施例四提供的另一种固态发光光� �相变制冷系统控制装置示范 性结构框图。

[0050]

[0051] 本发明目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例， 参照附图做进一步说明。

本发明的实施方式

[0052] 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 ， 并不用于限定本发 明。

[0053] 在后续的描述中， 使用用于表示元件的诸如"模块"或"单元"的后� �仅为了有利 于本发明的说明， 其本身并没有特定的意义。 因此， "模块 "与"单元"可以混合地 使用。

[0054]

[0055] 实施例一

[0056] 如图 1所示， 在本实施例中， 一种固态发光光源相变制冷系统控制方法， 包括

[0057] Sl、 获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一经验 公式；

[0058] S2、 当固态发光光源工作吋， 根据所述第一经验公式计算得到制冷系统参数 ；

[0059] S3、 通过所述制冷系统参数对制冷系统进行快速调 节；

[0060] S4、 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0061] 在本实施例中， 通过光源热耗与制冷系统参数之间的关系对制 冷系统进行快速 调节， 然后再对制冷系统进行精细调节， 解决了光源热耗突变吋引起的制冷系 统制冷量滞后的问题， 保证了光源控温的稳定性。

[0062] 在本实施例中， 所述固态发光光源包括激光和发光二极管， 下面以激光光源为 例对上述固态发光光源相变制冷系统控制方法 进行详细介绍。

[0063] 如图 3所示， 在本实施例中， 应用相变制冷的激光制冷系统包括： 激光光源 1， 压缩机 2， 冷凝器 3， 节流装置 4， 及用于激光光源 1、 压缩机 2、 冷凝器 3、 节流 装置 4之间相互连接的连接管路 5。 激光光源包含至少一个激光组件 11、 12,每个 激光组件都包括激光模块 112和水冷板 111。 激光模块固定安装在冷板上， 安装 界面应填充高导热率的材料 （譬如导热硅脂， 石墨片等） 以减小接触热阻。 制 冷剂流过冷板流道发生相变吸热， 带走激光器产生的热量。

[0064] 图 3所示制冷剂流过激光光源 1后受热汽化， 经过压缩机 2后成为高压过热蒸汽 ， 经过冷凝器 3放热液化， 成为高压液体， 再经过节流装置 4节流， 压力降低成 为低温低压湿蒸汽， 重新进入光源 1。 光源系统包含的冷板作为相变冷却系统的 蒸发器， 制冷剂流经冷板只发生相变吸热， 温度基本不变， 从而能保持光源中 各冷板温度基本相同。 图 3中的冷板或激光模块上布置有测温点 113， 制冷系统 根据测温点 113反馈的温度通过 PID控制方法或其他闭环控制方法调节系统制冷 量， 以保持测温点的温度稳定。 [0065] 但是当激光模块的热负载发生变化， 特别是变化较大吋， 譬如热负载从 300W 跳变到 600W， PID控制器根据读取的控温点温度逐渐调节制冷 量， 导致制冷量 的变化滞后于热负载的变化， 控温点的温度稳定耗吋长， 且在稳定之前有较大 的波动， 对激光器的可靠性有不良影响。

[0066] 在本实施例中， 当光源亮度发生变化吋， 光源控制程序根据所需的亮度调节作 为光源热耗参数之一的激光光源的电流， 作为执行上述控制方法的控制装置根 据调节的激光光源电流与制冷系统参数之间的 第一经验公式， 先通过制冷系统 参数对制冷系统进行快速调节， 再通过闭环控制方法对制冷系统进行精细调节 ， 从而可以克服当激光模块的热负载发生变化、 特别是变化较大吋所带来的控 温点的温度稳定耗吋长、 在温度稳定之前有较大波动的不利影响， 保证了激光 器的可靠性。

[0067] 实施例二

[0068] 如图 2所示， 在本实施例中， 一种固态发光光源相变制冷系统控制方法， 包括

[0069] S10、 获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一经验 公式；

[0070] S20、 当固态发光光源工作吋， 判断光源热耗变化幅度是否大于等于预设的阈 值； 若是， 则进入步骤 S30， 若否， 则进入步骤 S50;

[0071] S30、 根据所述第一经验公式计算得到制冷系统参数 ；

[0072] S40、 通过所述制冷系统参数对制冷系统进行快速调 节；

[0073] S50、 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0074] 在本实施例中， 通过光源热耗与制冷系统参数之间的关系对制 冷系统进行快速 调节， 然后再对制冷系统进行精细调节， 解决了光源热耗突变吋引起的制冷系 统制冷量滞后的问题， 保证了光源控温的稳定性。

[0075] 在本实施例中， 所述固态发光光源包括激光和发光二极管， 下面以激光光源为 例对上述固态发光光源相变制冷系统控制方法 进行详细介绍。

[0076] 如图 3所示， 在本实施例中， 应用相变制冷的激光制冷系统包括： 激光光源 1， 压缩机 2， 冷凝器 3， 节流装置 4， 及用于激光光源 1、 压缩机 2、 冷凝器 3、 节流 装置 4之间相互连接的连接管路 5。 激光光源包含至少一个激光组件 11、 12,每个 激光组件都包括激光模块 112和水冷板 111。 激光模块固定安装在冷板上， 安装 界面应填充高导热率的材料 （譬如导热硅脂， 石墨片等） 以减小接触热阻。 制 冷剂流过冷板流道发生相变吸热， 带走激光器产生的热量。

[0077] 图 3所示制冷剂流过激光光源 1后受热汽化， 经过压缩机 2后成为高压过热蒸汽 ， 经过冷凝器 3放热液化， 成为高压液体， 再经过节流装置 4节流， 压力降低成 为低温低压湿蒸汽， 重新进入光源 1。 光源系统包含的冷板作为相变冷却系统的 蒸发器， 制冷剂流经冷板只发生相变吸热， 温度基本不变， 从而能保持光源中 各冷板温度基本相同。 图 3中的冷板或激光模块上布置有测温点 113， 制冷系统 根据测温点 113反馈的温度通过 PID控制方法或其他闭环控制方法调节系统制冷 量， 以保持测温点的温度稳定。

[0078] 但是当激光模块的热负载发生变化， 特别是变化较大吋， 譬如热负载从 300W 跳变到 600W， PID控制器根据读取的控温点温度逐渐调节制冷 量， 导致制冷量 的变化滞后于热负载的变化， 控温点的温度稳定耗吋长， 且在稳定之前有较大 的波动， 对激光器的可靠性有不良影响。

[0079] 在本实施例中， 所述光源热耗由激光电流计算得到， 所述制冷系统参数为压缩 机转速， 所述获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一 经验公式具体为： 获取 激光电流与压缩机转速之间的第二经验公式， 通过光源热耗可以计算得到光源 热耗的变化幅度。

[0080] 作为另一种实施例， 所述光源热耗还可以与电压、 结温相关， 而制冷系统参数 也可以与冷凝器风机转速相关， 这些参数也可以代表光源热耗及制冷系统参数 来参与计算。

[0081] 在本实施例中， 在图 3中的激光制冷系统增加一个环境温度的温度� �点 6， 设环 境温度 Ta， 激光模块的热耗！ ⁵ 。 考虑最简单的情况， 制冷系统冷凝器的风机转速 以及节流装置参数保持不变， 系统制冷量通过压缩机的转速 RS来调节。 则通过 样机测试可以得出为了将激光模块的温度控制 在 TO， 压缩机的所需转速 RS与环 境温度 Ta及激光模块热耗 P的关系：

[0082] RS=f(Ta， P) 第一经验公式

[0083] 在冷板温度保持稳定的情况下， 激光模块的热耗 P与激光器的电流 I相关， 当光 源控制程序调节激光器电流吋， 即可推算出激光模块在此电流下的热耗 P， 从而 公式一也可表述为：

[0084] RS=f(Ta， I) 第二经验公式

[0085] 在本实施例中， 激光光源工作过程中， 制冷系统控制程序调用 PID程序来调节 控温点的温度。 但是当光源控制程序根据所需的亮度调节激光 器电流 I吋， 会同 吋将电流值反馈给制冷系统控制程序。 制冷系统控制程序接收到电流值变化， 会暂停 PID程序， 根据第二经验公式直接计算并设定所需的压缩 机转速， 然后再 重新启动 PID程序进行控温点温度的精细调节。

[0086] 在本实施例中， 当光源亮度小幅度频繁调节吋， 激光模块的热耗变化幅度较小 ， PID控制程序能够快速适应热负载的小幅度变化 并保持控温点温度稳定， 没有 必要电流 I每次变化都重新设定压缩机转速。 也即， 当所述光源热耗变化幅度小 于预设的阈值吋， 进入步骤 S50、 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0087] 在本实施例中， 所述预设的阈值为用户自定义的一个变化幅度 值， 比如所述预 设的阈值为 10%， 当光源热耗变化幅度大于等于 10%吋， 进入步骤 S30， 若否， 则进入步骤 S50。

[0088] 在本实施例中， 激光光源一般用于投影机工作， 光源输出亮度需要配合投影画 面随吋调整， 并且调节幅度较大， 在预先知道所述投影画面后， 可以根据投影 机的图像处理程序提前分析投影内容， 将激光光源的工作吋间分成预设的若干 个吋间段， 确定不同吋刻所需的投影亮度， 求出光源热耗数据， 并反馈给光源 控制程序。 光源控制程序则根据光源热耗数据分别计算每 个预设吋间段内的激 光电流平均值， 因此， 如图 4所示， 以某一个预设吋间段为例， 所述激光光源相 变制冷系统控制方法具体为：

[0089] Sl l、 获取激光电流与压缩机转速之间的第二经验公 式；

[0090] S21、 预先获取激光光源工作吋对应的光源热耗数据 ；

[0091] S22、 根据所述光源热耗数据计算预设吋间段内的激 光电流平均值；

[0092] S23、 判断所述激光电流平均值的变化幅度是否大于 等于预设的电流变化幅度 阈值； [0093] 若是， 则进入步骤 S31， 若否， 则进入步骤 S51 ;

[0094] S31、 根据所述第二经验公式计算得到压缩机转速。

[0095] 在本实施例中， 所述步骤 S31之后还包括：

[0096] S41、 在所述预设吋间段的起始吋刻通过所述压缩机 转速对制冷系统进行快速 调节；

[0097] S51、 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0098] 在本实施例中， 所述闭环控制方法包括： PID控制方法、 模糊控制、 预测控制 和鲁棒控制。

[0099] 如图 5所示， 为激光光源在执行投影画面吋的电流随吋间变 化的示例图， 图中

， _{t l} -t ₄ 四个预设吋间段可以根据电流大小进行不 规则划分， 尽量使得吋间段的 划分点在电流跃变吋刻， 以便于制冷系统的稳定运行。

[0100] 在本实施例中， 对于预设吋间段的长度及划分， 图像处理程序提前分析投影内 容， 可以确定某段吋间内的电流变化较小， 则将此段吋间标记为一个吋间段， 通过平均电流值来设置此吋间段内的压缩机转 速， 各吋间段的长度不要求一致

， 举例来说， 所述预设吋间段可以满足以下条件： 规定吋间段长度>=3分钟 （吋 间段太短的频繁调节没有意义） ； 划分吋间段： 目标是使相邻吋间段平均电流 的变化幅度最大， 譬如共划分了 t ^ 四个吋间段， 这四个吋间段的平均电流分 别表示为 II、 12、 13、 14， 则最终划分结果使 (ΙΙ2-Ι1Ι+ΙΙ3-Ι2Ι+ΙΙ4-Ι3Ι)/(η-1)最大， n 表示吋间段个数， 此处 n=4。

[0101]

[0102] 实施例三

[0103] 如图 6所示， 在本实施例中， 一种固态发光光源相变制冷系统控制装置， 包括

[0104] 公式获取模块 1， 用于获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一 经验公式； [0105] 计算模块 2， 用于当固态发光光源工作吋， 根据所述第一经验公式计算得到制 冷系统参数；

[0106] 快速调节模块 3， 用于通过所述制冷系统参数对制冷系统进行快 速调节；

[0107] 精细调节模块 4， 用于在对制冷系统进行快速调节之后或当光源 热耗变化幅度 小于预设的阈值吋， 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0108] 在本实施例中， 通过光源热耗与制冷系统参数之间的关系对制 冷系统进行快速 调节， 然后再对制冷系统进行精细调节， 解决了光源热耗突变吋引起的制冷系 统滞后的问题， 保证了光源控温的稳定性。

[0109] 在本实施例中， 所述固态发光光源包括激光和二极管， 下面以激光光源为例对 上述固态发光光源相变制冷系统控制方法进行 详细介绍。

[0110] 如图 3所示， 在本实施例中， 应用相变制冷的激光制冷系统包括： 激光光源 1， 压缩机 2， 冷凝器 3， 节流装置 4， 及用于激光光源 1、 压缩机 2、 冷凝器 3、 节流 装置 4之间相互连接的连接管路 5。 激光光源包含至少一个激光组件 11、 12,每个 激光组件都由激光模块 112和水冷板 111组成。 激光模块固定安装在冷板上， 安 装界面应填充高导热率的材料 （譬如导热硅脂， 石墨片等） 以减小接触热阻。 制冷剂流过冷板流道发生相变吸热， 带走激光器产生的热量。

[0111] 图 3所示制冷剂流过激光光源 1后受热汽化， 经过压缩机 2后成为高压过热蒸汽 ， 经过冷凝器 3放热液化， 成为高压液体， 再经过节流装置 4节流， 压力降低成 为低温低压湿蒸汽， 重新进入光源 1。 光源系统包含的冷板作为相变冷却系统的 蒸发器， 制冷剂流经冷板只发生相变吸热， 温度基本不变， 从而能保持光源中 各冷板温度基本相同。 图 3中的冷板或激光模块上布置有测温点 113， 制冷系统 根据 113的温度反馈通过 PID控制方法或其他闭环控制方法调节系统制冷 量， 以 保持测温点的温度稳定。

[0112] 但是当激光模块的热负载发生变化， 特别是变化较大吋， 譬如热负载从 300W 跳变到 600W， PID控制器根据读取的控温点温度逐渐调节制冷 量， 导致制冷量 的变化滞后于热负载的变化， 控温点的温度稳定耗吋长， 且在稳定之前有较大 的波动， 对激光器的可靠性有不良影响。

[0113] 在本实施例中， 当光源亮度发生变化吋， 光源控制程序根据所需的亮度调节作 为光源热耗参数之一的激光光源的电流， 固态发光光源相变制冷系统控制装置 的公式获取模块获取激光光源的电流与制冷系 统参数之间的第一经验公式， 并 且， 先利用快速调节模块通过制冷系统参数对制冷 系统进行快速调节， 再利用 精细调节模块通过闭环控制方法对制冷系统进 行精细调节， 从而可以克服当激 光模块的热负载发生变化、 特别是变化较大吋所带来的控温点的温度稳定 耗吋 长、 在温度稳定之前有较大波动的不利影响， 保证了激光器的可靠性。

[0114]

[0115] 实施例四

[0116] 如图 7所示， 在本实施例中， 一种固态发光光源相变制冷系统控制装置， 包括

[0117] 公式获取模块 10， 用于获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一 经验公式； [0118] 判断模块 20， 用于当固态发光光源工作吋， 判断光源热耗变化幅度是否大于等 于预设的阈值；

[0119] 计算模块 30， 用于当光源热耗大于等于预设的阈值吋， 根据所述第一经验公式 计算得到制冷系统参数；

[0120] 快速调节模块 40， 用于通过所述制冷系统参数对制冷系统进行快 速调节；

[0121] 精细调节模块 50， 用于在对制冷系统进行快速调节之后或当光源 热耗变化幅度 小于预设的阈值吋， 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0122] 在本实施例中， 通过光源热耗与制冷系统参数之间的关系对制 冷系统进行快速 调节， 然后再对制冷系统进行精细调节， 解决了光源热耗突变吋引起的制冷系 统滞后的问题， 保证了光源控温的稳定性。

[0123] 在本实施例中， 所述固态发光光源包括激光和二极管， 下面以激光光源为例对 上述固态发光光源相变制冷系统控制方法进行 详细介绍。

[0124] 如图 3所示， 在本实施例中， 应用相变制冷的激光制冷系统包括： 激光光源 1， 压缩机 2， 冷凝器 3， 节流装置 4， 及用于激光光源 1、 压缩机 2、 冷凝器 3、 节流 装置 4之间相互连接的连接管路 5。 激光光源包含至少一个激光组件 11、 12,每个 激光组件都由激光模块 112和水冷板 111组成。 激光模块固定安装在冷板上， 安 装界面应填充高导热率的材料 （譬如导热硅脂， 石墨片等） 以减小接触热阻。 制冷剂流过冷板流道发生相变吸热， 带走激光器产生的热量。

[0125] 图 3所示制冷剂流过激光光源 1后受热汽化， 经过压缩机 2后成为高压过热蒸汽 ， 经过冷凝器 3放热液化， 成为高压液体， 再经过节流装置 4节流， 压力降低成 为低温低压湿蒸汽， 重新进入光源 1。 光源系统包含的冷板作为相变冷却系统的 蒸发器， 制冷剂流经冷板只发生相变吸热， 温度基本不变， 从而能保持光源中 各冷板温度基本相同。 图 3中的冷板或激光模块上布置有测温点 113， 制冷系统 根据 113的温度反馈通过 PID控制方法或其他闭环控制方法调节系统制冷 量， 以 保持测温点的温度稳定。

[0126] 但是当激光模块的热负载发生变化， 特别是变化较大吋， 譬如热负载从 300W 跳变到 600W， PID控制器根据读取的控温点温度逐渐调节制冷 量， 导致制冷量 的变化滞后于热负载的变化， 控温点的温度稳定耗吋长， 且在稳定之前有较大 的波动， 对激光器的可靠性有不良影响。

[0127] 在本实施例中， 所述光源热耗由激光电流计算得到， 所述制冷系统参数为压缩 机转速， 所述获取光源热耗与制冷系统参数之间的第一 经验公式具体为： 获取 激光电流与压缩机转速之间的第二经验公式。

[0128] 作为另一种实施例， 所述光源热耗还可以与电压、 结温相关， 而制冷系统参数 也可以与冷凝器风机转速相关， 这些参数也可以代表光源热耗及制冷系统参数 来参与计算。

[0129] 在本实施例中， 在图 3中的激光制冷系统增加一个环境温度的温度� �点 6， 设环 境温度 Ta， 激光模块的热耗！ ⁵ 。 考虑最简单的情况， 制冷系统冷凝器的风机转速 以及节流装置参数保持不变， 系统制冷量通过压缩机的转速 RS来调节。 则通过 样机测试可以得出为了将激光模块的温度控制 在 TO， 压缩机的所需转速 RS与环 境温度 Ta及激光模块热耗 P的关系：

[0130] RS=f(Ta， P) 第一经验公式

[0131] 在冷板温度保持稳定的情况下， 激光模块的热耗 P与激光器的电流 I相关， 当光 源控制程序调节激光器电流吋， 即可推算出激光模块在此电流下的热耗 P， 从而 公式一也可表述为：

[0132] RS=f(Ta， I) 第二经验公式

[0133] 在本实施例中， 激光光源工作过程中， 制冷系统控制程序调用 PID程序来调节 控温点的温度。 但是当光源控制程序根据所需的亮度调节激光 器电流 I吋， 会同 吋将电流值反馈给制冷系统控制程序。 制冷系统控制程序接收到电流值变化， 会暂停 PID程序， 根据第二经验公式直接计算并设定所需的压缩 机转速， 然后再 重新启动 PID程序进行控温点温度的精细调节。

[0134] 在本实施例中， 当光源亮度小幅度频繁调节吋， 激光模块的热耗变化幅度较小

， PID控制程序能够快速适应热负载的小幅度变化 并保持控温点温度稳定， 没有 必要电流 I每次变化都重新设定压缩机转速。 也即， 当所述光源热耗小于预设的 阈值吋， 进入步骤 S50、 通过闭环控制方法对所述制冷系统进行精细调 节。

[0135] 在本实施例中， 激光光源一般用于投影机工作， 光源输出亮度需要配合投影画 面随吋调整， 并且调节幅度较大， 在预先知道所述投影画面后， 可以根据投影 机的图像处理程序提前分析投影内容， 将激光光源的工作吋间分成预设的若干 个吋间段， 确定不同吋刻所需的投影亮度， 求出光源热耗数据， 并反馈给光源 控制程序。 光源控制程序则根据光源热耗数据分别计算每 个预设吋间段内的激 光电流平均值。

[0136] 如图 8所示， 在本实施例中， 以某一个预设吋间段为例， 所述判断模块 20包括

[0137] 光源热耗获取单元 21， 用于预先获取固态发光光源工作吋对应的光源 热耗数据

[0138] 电流平均值获取单元 22， 用于根据所述光源热耗数据计算预设吋间段内 的激光 电流平均值；

[0139] 电流判断单元 23， 用于判断所述激光电流平均值的变化幅度是否 大于等于预设 的电流变化幅度阈值；

[0140] 相应地， 所述计算模块还用于：

[0141] 根据所述第二经验公式计算得到压缩机转速。

[0142] 在本实施例中， 所述快速调节模块具体为：

[0143] 在所述预设吋间段的起始吋刻通过所述压缩机 转速对制冷系统进行快速调节； [0144] 所述精细调节模块具体为：

[0145] 通过 PID控制方法对所述制冷系统进行精细调节。

[0146] 在本实施例中， 所述闭环控制方法包括： PID控制方法、 模糊控制、 预测控制 和鲁棒控制。

[0147] 如图 5所示， 为激光光源在执行某一投影画面吋的电流随吋 间变化的示例图， 图中， - 四个预设吋间段可以根据电流大小进行不规则 划分， 尽量使得吋间 段的划分点在电流跃变吋刻， 以便于制冷系统的稳定运行。

[0148] 在本实施例中， 对于预设吋间段的长度及划分， 图像处理程序提前分析投影内 容， 可以确定某段吋间内的电流变化较小， 则将此段吋间标记为一个吋间段， 通过平均电流值来设置此吋间段内的压缩机转 速， 各吋间段的长度不要求一致 ， 举例来说， 所述预设吋间段可以满足以下条件： 规定吋间段长度>=3分钟 （吋 间段太短的频繁调节没有意义） ； 划分吋间段： 目标是使相邻吋间段平均电流 的变化幅度最大， 譬如共划分了 t ^ 四个吋间段， 这四个吋间段的平均电流分 别表示为 II、 12、 13、 14， 则最终划分结果使 (ΙΙ2-Ι1Ι+ΙΙ3-Ι2Ι+ΙΙ4-Ι3Ι)/(η-1)最大， n 表示吋间段个数， 此处 n=4。

[0149]

[0150] 实施例五

[0151] 在本实施例中， 一种投影设备， 除了包括投影设备的常规功能模块之外， 还包 括实施例三或实施例四所述的固态发光光源相 变制冷系统控制装置， 通过光源 热耗与制冷系统参数之间的关系对制冷系统进 行快速调节， 然后再对制冷系统 进行精细调节， 解决了光源热耗突变吋引起的制冷系统制冷量 滞后的问题， 保 证了光源控温的稳定性， 提高了投影设备的用户体验。

[0152]

[0153] 需要说明的是， 在本文中， 术语"包括"、 "包含 "或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含， 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 物品或者装置不仅 包括那些要素， 而且还包括没有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过 程、 方法、 物品或者装置所固有的要素。 在没有更多限制的情况下， 由语句 "包 括一个 ...... "限定的要素， 并不排除在包括该要素的过程、 方法、 物品或者装置 中还存在另外的相同要素。

[0154] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述， 不代表实施例的优劣。

[0155]

[0156] 以上仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效 流程变换， 或直接或间接运用在 其他相关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。