[發明專利]一種溫度補償LED路燈的實現方法

在審

• 申請號: 201410736897.4
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104582139A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 陳國慶
• 申請（專利權）人: 寧波市佛蘭德光電科技有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本發明涉及LED應用技術領域，具體涉及一種溫度補償LED路燈的實現方法。

背景技術

大功率LED路燈一般以恒流驅動狀態工作，當外界環境溫度變化時，LED因自身溫度特性，正向導通電壓升高或降低，LED驅動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。上述技術的缺點是：與其它的燈源相比，大功率LED會產生嚴重的散熱問題，這主要是因為LED不通過紅外輻射進行散熱。一般而言，用于驅動LED的功耗有75％～85％最終轉換為熱能，過多的熱量會減少LED的光輸出和產生偏色,加速LED老化。

一般而言，大功率LED的產品，不同環境溫度(或LED焊點的溫度)下的最高容許輸出電流(如圖1)的曲線圖。當周圍溫度低于安全溫度點，輸出最高容許電流保持不變；當高于安全溫度點，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、縱坐標軸所包絡的安全區內。但是，目前大多數LED燈具生產商都將LED的驅動電流設計為不隨溫度變化的恒流源，因此，當LED周圍溫度高于安全溫度點時，工作電流就不在安全區內，這將導致LED的壽命遠低于規格書的數值甚至直接損壞。而LED周圍溫度過高是由LED自身發熱導致。使用導熱性更好的散熱裝置，減小LED芯片至環境的熱阻，控制LED內部溫度不至比環境溫度高太多，但這需要較高的成本。此外，難以避免的問題是，當散熱裝置使用一段時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層老化脫膠都將導致熱阻較大幅度地上升，導致整體散熱性能下降。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種溫度補償LED路燈的實現方法，這種方法控制極大增強了系統的穩定性，并保證整體系統的使用壽命，實踐證明系統內部溫度得到很好地控制，但硬件成本較高，適于中高端領域的應用。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的。這種溫度補償LED路燈的實現方法，該方法包括步驟如下：

(1)、在鋁基板和單片機之間一路設置有溫度數字傳感器，另一路設置有LED驅動器；

(2)、溫度數字傳感器檢測芯片本身溫度，相當于間接檢測PCB板溫度；同時檢測遠端三級管溫度，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部的高精度Delta-Sigma?ADC進行模數轉換，將溫度的數字結果通過I2C總線的SDA數據線和SCL時鐘線與單片機通信；

(4)、單片機接受到鋁基板溫度結果后與預設定的安全溫度點閾值進行比對，當溫度過高時啟動溫度補償程序，通過PWM1信號線按比例降低LED驅動器的輸出電流。

單片機監控PCB板溫度，溫度過高時通過PWM2信號線控制風扇對PCB板進行散熱，確保板上的元器件尤其是電解電容的溫度不會過高。

本發明的有益效果為：溫度數字傳感器配合驅動器實現溫度補償，使LED工作在安全區邊際，這樣既滿足在安全溫度點內輸出電流、輸出功率工作在額定狀態且恒定，而且在高于安全溫度點輸出電流按比例下降進行負補償，保證LED使用壽命。

附圖說明

圖1為LED降額曲線示意圖；

圖2為使用數字溫度傳感器實現的溫度補償原理示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步闡述，實施例將幫助更好地理解本發明，但本發明并不僅僅局限于下述實施例。

有些照明產品需要一些智能控制，如一些高級路燈的應用，這些系統往往使用單片機對整個系統進行監視和控制。這時可利用原有的單片機控制系統加入溫度補償功能，即便在惡劣的環境下，如夏日曝曬，系統內的溫度仍能得到很好地控制。

圖2為此類系統驅動單路LED串的示意圖。這種溫度補償LED路燈的實現方法，該方法包括步驟如下：

(1)、在鋁基板和單片機之間一路設置有溫度數字傳感器，另一路設置有LED驅動器；

(2)、溫度檢測部分采用了高精度溫度數字傳感器SN1086，溫度數字傳感器檢測芯片本身溫度，相當于間接檢測PCB板溫度；同時檢測遠端三級管溫度，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部的高精度Delta-Sigma?ADC進行模數轉換，將溫度的數字結果通過I2C總線的SDA數據線和SCL時鐘線與單片機通信；