投影机中“三分钟延时”电路的原理分析和改进

吴爱丹

【摘 要】“三分钟延时”电路对投影机起着非常重要的保护作用。在投影机关机后，必须对投影机内部元件进行散热冷却，设置“三分钟延时”保护电路能避免频繁开关投影机对灯泡和液晶板造成的损坏。文章分析了延时电路的工作原理，以及如何利用简单实用、低成本电路，对老式投影机进行改进，并介绍了有效延长投影机使用寿命和保护液晶板的措施和方法。

【关键词】投影机 三分钟延时 原理

一、引言

随着信息技术的不断发展，越来越多的学校走向现代化教学，多媒体教学的使用变得很普遍。投影机是多媒体教室中必不可少的设备之一。而购买一台投影机费用非常昂贵，就我校使用的投影机而言，更换一个灯泡就要2100元左右，一块液晶板也要1800元。当前在我校小和山校区共有60多个多媒体教室，而其他一些综合性大学更会建设上百个多媒体教室，所投入的费用不菲，因此在使用过程中必须时刻维护。投影机的灯泡、液晶板属于易耗品，频繁使用容易损坏需要更换。笔者在管理多媒体教室过程中碰到这样的情况：投影机灯泡损坏时的寿命都达不到规定的指标，其主要原因是有时电源电压不稳定，或在使用过程中出现突然断电的现象，也有因教师在上课过程中没有严格按照使用说明进行操作，尤其是关机时没有按关机正常顺序操作，而是一次性切断电源，就会更容易导致灯泡和液晶板损坏。为了减少使用成本，避免由于操作不当或突发现象造成的损失，在设备中加入了延时电路，以保护投影机灯泡及液晶板，延长其使用寿命。

二、“三分钟延时”电路的工作原理及作用

“三分钟延时”电路实现基本投影机的开关，延时启动和断电，屏幕升降等主要功能。在投影机正常关机或者出现突然断电时，至少需要经过三分钟才允许重新开启。投影机中灯光软启动电路实现投影机的开启，通过“三分钟延时”关机电路，延时三分钟断电。

1.“灯光软启动”电路

“灯光软启动”电路如图1所示。图中可以看到，启动电路主要由D5～D8、C5、V2、V3等元件组成。通电瞬间，电源通过R3向电容C5充电，由于C5两端电压不能突变，电压较低，C6的充电电流较小，所以，由V2等组成的张弛振荡器停振，V3不导通，灯泡不亮。随着C5两端电压的升高，电源通过R4、RP1对C6的充电电流增大，振荡器V2起振且触发V3导通的脉冲逐渐前移，灯泡被逐渐点亮。其作用是保护投影机灯泡，限制开机时瞬间电流过大对灯丝造成的冲击。

2.“三分钟延时”关机电路

“三分钟延时”关机电路可以由分立元件和集成电路来实现，集成电路常见的有集成运放和555集成电路。下面介绍由555集成电路组成的延时电路，如图2所示。

图中可以看到，延时关机电路由IC3、V7、J1等组成。关机时，J2失电，灯泡熄灭。此时C12通过R17充电，IC3的3脚仍保持高点位，风扇继续吹风散热。三分钟后，IC3的3脚转为低点位，V7截止，J1失电，全机断电。其作用是避免由于操作不当或突然断电，对灯泡和液晶板造成的损耗。因为投影机的供电电源，首先都是对220V的市电进行整流、滤波、稳压和稳功率的处理，在处理过程中势必会产生损耗，并转移成热量散发出来，从而使投影机内部的温度升高，再加上灯泡发热也会聚集大量的热量。由于投影机内部空间小，这些热量很难散发出去，如果这时候马上再次开启投影机，会因过热而缩短灯泡使用寿命，甚至会使灯泡爆炸。同时，灯泡发出的光经过光学系统聚集于液晶板，虽然经过了UV/IR镀膜、冷反光镜等多种滤除红外线的措施，但仍有很大的热量集中在液晶板。液晶板的物理性质决定了其不允许有太高的工作温度，势必会损坏液晶板。因此，需要经过三分钟散热冷却之后使投影机内部各部件温度下降，才能够正常启动投影机。

三、“三分钟延时”电路投影机自动与手动操作之间的区别

就我们学校而言，有两种类型的投影机控制电路，一种是自动控制“三分钟延时”电路，另一种电路则需要等待手动切断总电源。在使用过程中前者比较方便。自动控制“三分钟延时”电路的投影机如我们学校部分多媒体教室，当按“总电源开”按钮，多媒体系统得电，投影机、中控、功放、计算机、电动屏幕等一起得电，电脑开机，电动屏幕下降，打开投影机灯泡。教师下课时只需按“总电源关”按钮，无需等待即可离开，系统自动关闭投影机，电动屏幕上升，延时三分钟之后切断其他所有设备的电源，包括中控电源、功放电源等。在这个过程中，我们还有一个方便之处就是无需再用投影机遥控器。另一种需要等待去手动切断总电源的系统，如我校另外一些多媒体教室，教师下课时，一定要先使投影机呈等待状态，等风扇停转后再关掉电源总开关，一般为三分钟左右。有些教师由于下课时间匆忙，没有按照正常关机顺序，直接一次性切断电源总开关，则很容易损坏投影机灯泡。若遇突然断电，也需间隔三分钟后再开机。

四、改进投影机，加装保护电路

比较了两种不同功能的电路，显然前者方便、安全，因此给手动操作的投影机加装保护电路。可以选择分立元件组成的延时电路或集成电路组成的延时电路，在此利用图2，即过热与风扇停止转动的“三分钟延时”关机电路。在整机电路的关机信号输入部分后面连接此电路即可。当关机信号输入时，灯工作电源关闭，整机处于散热状态，延时三分钟风扇自动关闭，所有设备电源切断。此电路能有效防止误操作关机，超温保护。当由于误操作按控制面板关机键后马上再开机，灯不会断电。该电路性能稳定，电路简单，成本低，容易成功。

五、关于使用投影机的几点注意事项

笔者在管理多媒体投影机过程中，通过实践总结出以下几点体会：

1.不要频繁开关电源

开机时瞬间电流往往都很大，频繁开关电源，对投影机灯泡会产生很大的电流冲击。为了延长灯泡的使用寿命和保护液晶板，在没有出现突然断电的情况下，尽量不要频繁地开关投影机。若关闭投影机，下次使用必须间隔三分钟再开机。

2.开关电源注意先后顺序

投影机电源分为两部分，一部分是整机电路的主工作电源，另一部分则是灯工作电源。在关闭投影机电源时，要先关闭灯工作电源，使投影机内部风扇电源停止工作，逐渐释放工作过程中产生的热量，三分钟延时后自动切断总电源。在“三分钟延时”过程中我们会看到，在接通投影机电源时，投影机上红灯指示亮，接着LAMP指示绿灯亮。关机时相反，先将LAMP指示绿灯关闭，三分钟延时，使投影机散热风扇停止转动为止，最后电源切断。因此，必须正确关闭投影机的电源。

此外，投影机一般工作时间不应超过四小时，且在使用过程中不要随意搬动，同时保持良好的通风散热环境，保证机内和过滤网干净。

六、投影机常见故障及维修实例

故障一：某多媒体教室投影机上电后，只有电源灯亮，投影机不工作。

解决办法：投影机不工作，可能是电源未供电，或者是灯光软启动电路造成的问题。经检查，电源正常供电，问题可能在软启动电路上。检查如图1所示的软启动电路，发现充电电容C5已坏，需要更换。

故障二：投影机自动关机后无法开启。

解决办法：这种现象很可能是热保护引起的。当投影机内部产生大量热量时，投影机就会进行自我保护，以延长灯泡的使用寿命。在这种情况下，投影机处于关机状态。大约在三十分钟后再开机，投影机就可以恢复正常工作了。

投影中出现的其他故障，如投影机通电，灯泡打开，计算机也正常工作，设备之间数据信号线也连接正确，而投影机无法显示图像。此种情况往往在教师使用笔记本电脑时出现，可能的原因是笔记本的外部视频端口未被激活导致的，按住笔记本电脑的Fn+F7键即可实现台式电脑与笔记本电脑之间的切换。再如投影机投影出来的画面出现暗黄色或色彩不鲜艳，或是画面模糊不清的现象，或是投影机电源指示灯一直处于闪烁状态，LAMP指示灯未亮。出现这种情况，很可能是因为投影机灯泡使用寿命已到，需要重新更换。

参考文献：

[1]宋禄平.液晶投影机多功能控制器.2006,(7).

[2]投影机散热原理说明.2007,(5).

[3]高鸿锦.液晶与平板显示技术.北京邮电大学出版社,2007,(6).

[4]洪济民,韩广兴.最新投影的原理与维修.电子工业出版社,2002.