一種溫度補(bǔ)償led路燈的實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫度補(bǔ)償LED路燈的實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 大功率LED路燈一般以恒流驅(qū)動(dòng)狀態(tài)工作，當(dāng)外界環(huán)境溫度變化時(shí)，LED因自身溫 度特性，正向?qū)妷荷呋蚪档?，LED驅(qū)動(dòng)電源隨之改變輸出電壓，基本維持輸出電流及 輸出功率恒定。上述技術(shù)的缺點(diǎn)是：與其它的燈源相比，大功率LED會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的散熱問 題，這主要是因?yàn)長ED不通過紅外輻射進(jìn)行散熱。一般而言，用于驅(qū)動(dòng)LED的功耗有75%? 85%最終轉(zhuǎn)換為熱能，過多的熱量會(huì)減少LED的光輸出和產(chǎn)生偏色，加速LED老化。
[0003] -般而言，大功率LED的產(chǎn)品，不同環(huán)境溫度（或LED焊點(diǎn)的溫度）下的最高容許 輸出電流（如圖1)的曲線圖。當(dāng)周圍溫度低于安全溫度點(diǎn)，輸出最高容許電流保持不變； 當(dāng)高于安全溫度點(diǎn)，輸出最高容許電流隨周圍溫度升高而降低，即所謂的降額曲線。為確 保LED的性能壽命不受影響，必須保證LED工作在降額曲線與橫、縱坐標(biāo)軸所包絡(luò)的安全區(qū) 內(nèi)。但是，目前大多數(shù)LED燈具生產(chǎn)商都將LED的驅(qū)動(dòng)電流設(shè)計(jì)為不隨溫度變化的恒流源， 因此，當(dāng)LED周圍溫度高于安全溫度點(diǎn)時(shí)，工作電流就不在安全區(qū)內(nèi)，這將導(dǎo)致LED的壽命 遠(yuǎn)低于規(guī)格書的數(shù)值甚至直接損壞。而LED周圍溫度過高是由LED自身發(fā)熱導(dǎo)致。使用導(dǎo) 熱性更好的散熱裝置，減小LED芯片至環(huán)境的熱阻，控制LED內(nèi)部溫度不至比環(huán)境溫度高太 多，但這需要較高的成本。此外，難以避免的問題是，當(dāng)散熱裝置使用一段時(shí)間后在燈體外 殼的散熱片上沉積灰塵，以及鋁合金基敷銅板上連接銅層和鋁基板的介質(zhì)層老化脫膠都將 導(dǎo)致熱阻較大幅度地上升，導(dǎo)致整體散熱性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種溫度補(bǔ)償LED路燈的實(shí) 現(xiàn)方法，這種方法控制極大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并保證整體系統(tǒng)的使用壽命，實(shí)踐證明系 統(tǒng)內(nèi)部溫度得到很好地控制，但硬件成本較高，適于中高端領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。這種溫度補(bǔ)償LED路燈的實(shí)現(xiàn)方 法，該方法包括步驟如下：
[0006] (1)、在鋁基板和單片機(jī)之間一路設(shè)置有溫度數(shù)字傳感器，另一路設(shè)置有LED驅(qū)動(dòng) 器；
[0007] (2)、溫度數(shù)字傳感器檢測芯片本身溫度，相當(dāng)于間接檢測PCB板溫度；同時(shí)檢測 遠(yuǎn)端三級(jí)管溫度，將三極管與LED -同焊接在鋁基板上便能夠檢測鋁基板溫度；
[0008] (3)、將檢測到的兩種溫度通過芯片內(nèi)部的高精度Delta-Sigma ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn) 換，將溫度的數(shù)字結(jié)果通過I2C總線的SDA數(shù)據(jù)線和SCL時(shí)鐘線與單片機(jī)通信；
[0009] (4)、單片機(jī)接受到鋁基板溫度結(jié)果后與預(yù)設(shè)定的安全溫度點(diǎn)閾值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)溫 度過高時(shí)啟動(dòng)溫度補(bǔ)償程序，通過PWMl信號(hào)線按比例降低LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電流。
[0010] 單片機(jī)監(jiān)控PCB板溫度，溫度過高時(shí)通過PWM2信號(hào)線控制風(fēng)扇對(duì)PCB板進(jìn)行散 熱，確保板上的元器件尤其是電解電容的溫度不會(huì)過高。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為：溫度數(shù)字傳感器配合驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，使LED工作在 安全區(qū)邊際，這樣既滿足在安全溫度點(diǎn)內(nèi)輸出電流、輸出功率工作在額定狀態(tài)且恒定，而且 在高于安全溫度點(diǎn)輸出電流按比例下降進(jìn)行負(fù)補(bǔ)償，保證LED使用壽命。
【附圖說明】
[0012] 圖1為LED降額曲線示意圖；
[0013] 圖2為使用數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)的溫度補(bǔ)償原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，實(shí)施例將幫助更好地理解本發(fā) 明，但本發(fā)明并不僅僅局限于下述實(shí)施例。
[0015] 有些照明產(chǎn)品需要一些智能控制，如一些高級(jí)路燈的應(yīng)用，這些系統(tǒng)往往使用單 片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。這時(shí)可利用原有的單片機(jī)控制系統(tǒng)加入溫度補(bǔ)償功能， 即便在惡劣的環(huán)境下，如夏日曝曬，系統(tǒng)內(nèi)的溫度仍能得到很好地控制。
[0016] 圖2為此類系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)單路LED串的示意圖。這種溫度補(bǔ)償LED路燈的實(shí)現(xiàn)方法， 該方法包括步驟如下：
[0017] (1)、在鋁基板和單片機(jī)之間一路設(shè)置有溫度數(shù)字傳感器，另一路設(shè)置有LED驅(qū)動(dòng) 器；
[0018] (2)、溫度檢測部分采用了高精度溫度數(shù)字傳感器SN1086,溫度數(shù)字傳感器檢測芯 片本身溫度，相當(dāng)于間接檢測PCB板溫度；同時(shí)檢測遠(yuǎn)端三級(jí)管溫度，將三極管與LED -同 焊接在錯(cuò)基板上便能夠檢測錯(cuò)基板溫度；
[0019] (3)、將檢測到的兩種溫度通過芯片內(nèi)部的高精度Delta-Sigma ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn) 換，將溫度的數(shù)字結(jié)果通過I2C總線的SDA數(shù)據(jù)線和SCL時(shí)鐘線與單片機(jī)通信；
[0020] (4)、單片機(jī)接受到鋁基板溫度結(jié)果后與預(yù)設(shè)定的安全溫度點(diǎn)閾值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)溫 度過高時(shí)啟動(dòng)溫度補(bǔ)償程序，通過PWMl信號(hào)線按比例降低LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電流。LED功 率降低，發(fā)熱量減少，整體溫度隨之下降到較低安全溫度，保證壽命。
[0021] (5)、單片機(jī)監(jiān)控PCB板溫度，溫度過高時(shí)通過PWM2信號(hào)線控制風(fēng)扇對(duì)PCB板進(jìn)行 散熱，確保板上的元器件尤其是電解電容的溫度不會(huì)過高。
[0022] 以IOW功率的LED路燈為例：
[0023] 性能表
[0024]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種溫度補(bǔ)償LED路燈的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：該方法包括步驟如下： (1) 、在鋁基板和單片機(jī)之間一路設(shè)置有溫度數(shù)字傳感器，另一路設(shè)置有LED驅(qū)動(dòng)器； (2) 、溫度數(shù)字傳感器檢測芯片本身溫度，相當(dāng)于間接檢測PCB板溫度；同時(shí)檢測遠(yuǎn)端 三級(jí)管溫度，將三極管與LED -同焊接在鋁基板上便能夠檢測鋁基板溫度； (3) 、將檢測到的兩種溫度通過芯片內(nèi)部的高精度Delta-Sigma ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將 溫度的數(shù)字結(jié)果通過I2C總線的SDA數(shù)據(jù)線和SCL時(shí)鐘線與單片機(jī)通信； (4) 、單片機(jī)接受到鋁基板溫度結(jié)果后與預(yù)設(shè)定的安全溫度點(diǎn)閾值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)溫度過 高時(shí)啟動(dòng)溫度補(bǔ)償程序，通過PWM1信號(hào)線按比例降低LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度補(bǔ)償LED路燈的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：單片機(jī)監(jiān)控PCB 板溫度，溫度過高時(shí)通過PWM2信號(hào)線控制風(fēng)扇對(duì)PCB板進(jìn)行散熱，確保板上的元器件尤其 是電解電容的溫度不會(huì)過高。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溫度補(bǔ)償LED路燈的實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括步驟如下：(1)在鋁基板和單片機(jī)之間一路設(shè)置有溫度數(shù)字傳感器，另一路設(shè)置有LED驅(qū)動(dòng)器；(2)溫度數(shù)字傳感器檢測芯片本身溫度，相當(dāng)于間接檢測PCB板溫度；同時(shí)檢測遠(yuǎn)端三級(jí)管溫度，將三極管與LED一同焊接在鋁基板上便能夠檢測鋁基板溫度；(3)將檢測到的兩種溫度通過芯片內(nèi)部的高精度Delta-Sigma？ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將溫度的數(shù)字結(jié)果通過I2C總線的SDA數(shù)據(jù)線和SCL時(shí)鐘線與單片機(jī)通信；(4)單片機(jī)接受到鋁基板溫度結(jié)果后與預(yù)設(shè)定的安全溫度點(diǎn)閾值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)溫度過高時(shí)啟動(dòng)溫度補(bǔ)償程序，通過PWM1信號(hào)線按比例降低LED驅(qū)動(dòng)器的輸出電流。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號(hào)】CN104582139
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410736897
【發(fā)明人】陳國慶
【申請(qǐng)人】寧波市佛蘭德光電科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日