臺灣博碩士論文加值系統

在光機引擎的技術已經發展成熟的現在，LED光源的使用到達了最大化。由於LED熱功率的轉換效率越來越高，讓投影機已經顛覆了大又重的印象，全都轉往輕薄的方向，讓機動性和方便性大大的提高。不過因為LED的嚴重熱源溫度限制，讓LED燈不至於因高溫而損壞，整體流場與溫度控制越來越重要，散熱效率的提升越來越必要。
在投影機往其他方向的發展下，美觀也是吸引買家的一個重要因素。而開孔部分在設計外觀的時候是不能避免的情況，如果能把開孔侷限在下方但其他地方無開孔的情況，對於外型設計的限制將會大大縮小，如此讓產品更具吸引力。
本研究以熱阻網路法將整個LED投影機建立模型，第一階段先以實驗配合模擬的方式進行，以ICEPAK的數值模擬分析進行系統建構，而將模擬數據與實驗數據進行比對；第二階段再利用ICEPAK進行散熱改良與分析，第二階段中提出好幾個的Case去進行分析與比對，進而利用熱阻網路圖的總熱阻大小去檢視散熱效益。
由模擬分析可以得知，整體流場變化和熱傳遞的狀態，探討一面開孔的狀態下進出風口對於散熱的影響狀況。進風口須從外面進風，反之出風口則排風，在一面開孔情況下，進風口距離出風口太過於接近產生了廢熱回流的現象。投影機內部空間狹窄，無法有足夠距離分開出風進風口，吾人最後選擇四方開孔，藉由拿掉風扇外殼，將風扇置於中間讓冷風往四方流動，在一面的四方邊界部份開孔，讓排風口能順利進行排風動作。對於此散熱模式，最高溫部件降低許多，但最低溫部件也上升，溫度平均分布，使用這散熱模式，可有效改善一面開孔流場問題。

Optical engine technology is getting more mature nowadays. The utilization of LED light sources has reached maximum. Since the conversion efficiency of the LED power goes higher, modern projectors are becoming more compact, compared with their big and heavy predecessors in the past. However, due to the strict limitations in the temperatures of LED sources, precision control of thermal and flow fields is essential, and it is also necessary to enhance heat dissipation rate in the projectors.

In addition to compactness, shape plays another important role in attracting consumers. Ventholes though necessary, are usually not desirable. Therefore it is proposed to drill ventholes in the bottom face of the projector. Doing this, the design of the projector shape will be less limited and the products could be more attractive and popular.

This study employs thermal resistance network method to develop the thermal model of the entire LED projector. Experiments associated with simulations are conducted in the first stage of work, where a commercial code ICEPAK is used. Experimental data are compared with the numerical results favorably. Cooling improvements and analyses of several representative cases are performed in the second stage of work. Thermal performance for each case is investigated by examining the total thermal resistance in the thermal resistance network.

Numerical results dictate details of thermal and flow fields with emphasis on the impacts of locations of the inlet and the exits. Under one inlet condition, recirculation of waste heat appeared due to short distance between the inlet and the outlets. It is quite difficult to separate the inflow from the outflow within limited space in the projector. Therefore we chose to drill ventholes on the four sides of the bottom along with putting the fan in the center and removing the fan case. It was found that heated air flows out of the projector smoothly, and the high-temperature components cool down significantly along with some temperature increase in the low-temperature components. As such, the temperature field tends to be evenly distributed . Hence the difficulty in cooling due to setting ventholes on the bottom face has been resolved effectively.

摘要 I
Abstract II
目錄 III
表目錄 III
圖目錄 IV
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 光機介紹 2
1.4 研究架構 7
1.5 文獻回顧 8
第二章 熱傳理論與熱阻分析 10
2.1 熱傳概論 10
2.2 熱傳導(Conduction Heat Transfer) 10
2.3 熱對流(Convection heat transfer) 11
2.4 熱輻射(Radiation heat transfer) 12
2.5 風扇理論 12
2.6 熱阻分析 13
第三章 實驗設備與數值模擬 15
3.1 實驗設備與建構模型 15
3.1.1量測模型 15
3.1.2溫度數據紀錄器 18
3.2 實驗步驟與實驗架設 21
3.3 數值模擬方法簡介 22
3.4 投影機數值模擬分析 23
3.4.1物理模型的建構 25
3.4.2系統參數設定 28
3.4.3模擬結果比對 28
3.5 投影機熱阻網路圖 29
第四章 結果與討論 37
4.1原始模型散熱分析 37
4.2改良方向與比對 38
4.3總熱阻溫度比較 50
第五章 結論與建議 53
5.1 結論 53
5.2 建議 54
參考文獻 55
表目錄
表3.1 各項參數設定 28
表3.2 實驗與模擬比較 29
表3.3 模擬熱阻實驗模擬比較圖 29
表3.4 實驗熱阻實驗模擬比較圖 29
表4.1 Case1溫度比較圖 29
表4.2 Case2溫度比較圖 29
表4.3 Case3溫度比較圖 29
表4.4 Case4溫度比較圖 29
表4.5 Case1-4溫度比較表 29
表4.6 Case1-4熱阻比較表 29

圖目錄
圖1.1微型顯示面板示意圖 2
圖1.2 LED投影機內部圖 3
圖1.3 格窗效應 3
圖1.4 一片式DLP投影機之系統架構 4
圖1.5 三片式DLP投影機架構 5
圖1.6 DMD基本原理 5
圖1.7LCOS投影機結構圖 6
圖1.8 GS1露營投影機 7
圖1.9研究流程圖 7
圖3.1 GS1 投影機 15
圖3.2 GS1 投影機內部結構圖1 16
圖3.3 GS1 投影機內部結構圖2 16
圖3.4 GS1 投影機內部結構圖3 17
圖3.5 GS1 投影機內部結構圖4 17
圖3.6 GS1 投影機內部結構圖5 18
圖3.7 GL800溫度控制器介面 19
圖3.8 GL800熱電偶接點 19
圖3.9 K-type熱電偶 20
圖3.10 K-type熱電偶點焊機 20
圖3.11 熱線風速儀 21
圖3.12 實驗架設示意圖 22
圖3.13 數值模擬流程示意圖 24
圖3.14 投影機模型示意圖1 25
圖3.15 投影機模型示意圖2 26
圖3.16 投影機模型示意圖3 26
圖3.17 投影機模型示意圖4 27
圖3.18 投影機模型示意圖5 27
圖3.19 熱阻網路圖 30
圖3.20熱阻路徑示意圖1 33
圖3.21 熱阻路徑示意圖2 33
圖3.22 熱阻路徑示意圖3 34
圖3.23 熱阻路徑示意圖4 35
圖3.24 熱阻路徑示意圖5 35
圖4.1風扇風向向量圖 37
圖4.2風扇向前排熱圖 38
圖4.3 Case-1之下方開孔部分 40
圖4.4投影為鰭片下方改變之部分 40
圖4.5下方開孔位置-上視圖-速度圖 41
圖4.6Case-2之散熱模組與開孔 41
圖4.7底下開孔出口速度向量分布圖 41
圖4.8前方開孔位置 41
圖4.9前方開孔位置-速度向量圖 42
圖4.10Case3之風扇與開孔 43
圖4.11底下壁面溫度分布圖 44
圖4.12底下開孔出口速度向量分布圖 45
圖4.13風扇位置與速度向量圖 46
圖4.14風扇位置與速度向量圖-側視圖 47
圖4.15Case4風扇與開孔 48
圖4.16兩個小風扇再進行吸風與入風之對流模式 49
圖4.17底下風扇向量圖 49
圖4.18Case1-4熱阻比較表 52

“DMD晶片”HOLOEYE，from
https://holoeye.com/lcos-microdisplays/hed-2200-color-lcos/
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https://www.moneydj.com/kmdj/Report/ReportViewer.aspx?a=cb85c1be-b512-4f40-af9e-d01464726d45
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https://www.hifi-writer.com/he/video/screendoor.htm
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