CN102036443A

CN102036443A - Led温度检测与控制方法

Info

Publication number: CN102036443A
Application number: CN2010105061836A
Authority: CN
Inventors: 姜德志; 孙延芬; 徐长军; 姜磊; 孙茜; 王佳东
Original assignee: QINGDAO RUIJING OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: QINGDAO RUIJING OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2011-04-27

Abstract

本发明公开了一种LED温度检测与控制方法，具体包括下述步骤：在LED所在照明灯板上设置测温单元，检测照明灯板的温度；根据检测出的照明灯板的温度确定LED的工作温度；根据确定的LED的工作温度调整LED的亮度。利用本发明提供的LED温度检测与控制方法，能够实现LED工作温度的自动检测和控制，保证LED始终工作在所允许的温度范围内，提高其使用寿命。

Description

LED温度检测与控制方法

技术领域

本发明涉及LED应用技术领域，具体地说，是涉及一种LED工作温度的检测与控制方法。

背景技术

LED以其寿命长、效率高、耗能低的优势，在照明领域作为光源的应用越来越广泛。但LED使用寿命与其工作温度有直接关系，当温度超过一定值后，其寿命会迅速下降，故障率会大大增加。

在现有应用中，为保证LED使用寿命，一般都是通过增加散热器的方式来提高散热，降低LED的工作温度。但使用散热器也并不能保证LED始终工作在其允许的温度范围内，主要原因是由于照明设备应用环境差异很大，很难保证每个照明设备都很可靠地接触散热器，且同一个照明设备中的多个LED距离散热器的位置也不尽相同，难以保证每个LED都能正常工作。而且，由于不能自动调整LED的亮度来改变其产生的热量，如果散热器出现故障，LED工作环境将进一步恶化。因而，在目前LED实际应用中，往往出现LED照明设备故障率高的情况。在这些高故障率中，很大一部分的LED损坏是由于散热问题导致的。

发明内容

本发明针对现有技术中因工作环境温度难于满足LED工作需求而导致LED使用寿命较低的问题，提供了一种LED温度检测与控制方法，能够保证LED始终工作在所允许的温度范围内，提高LED的使用寿命。

为实现上述技术目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种LED温度检测与控制方法，包括下述步骤：

a、在LED所在照明灯板上设置测温单元，检测照明灯板的温度；

b、根据检测出的照明灯板的温度确定LED的工作温度；

c、根据确定的LED的工作温度调整LED的亮度。

如上所述的LED温度检测与控制方法，步骤c的具体操作过程为：若LED的工作温度超过允许的最高温度，则降低LED的亮度；若LED的工作温度低于允许的最高温度一定值，则提高LED的亮度。

如上所述的LED温度检测与控制方法，具体来说，可以通过调整驱动LED的PWM信号的占空比来调整LED驱动器输出的驱动电流，进而调整LED的亮度。

如上所述的LED温度检测与控制方法，所述测温单元优选采用包括至少一个热敏电阻构成的分压网络的电路来实现。

如上所述的LED温度检测与控制方法，在所述测温单元包括至少两个热敏电阻构成的分压网络时，可以采用下述两种方式检测照明灯板的温度：

其一，所有热敏电阻串联连接，根据所有热敏电阻的总电压值检测热敏电阻所在照明灯板的平均温度。

其二，每个热敏电阻独立设置，根据每一个热敏电阻两端的电压值检测其所对应位置处的照明灯板的温度。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明利用测温单元实时测量照明灯板的温度，进而获知LED本身的工作温度，并根据所测得的温度随时调整LED的亮度来改变其产生的热量，实现自动调整LED工作温度的目的，使得LED始终工作在合适的温度范围内，确保了LED的工作稳定性和使用寿命。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明LED温度检测与控制方法一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

本发明从提高LED使用寿命出发，考虑到影响LED使用寿命的一个关键因素是LED的工作温度、而现有技术采用散热器的方式降低LED工作温度的方法并不能保证LED始终工作在允许的温度范围内的问题，提出了一种LED温度检测与控制方法，应用该方法，不仅能够实时检测LED的工作温度，对其工作环境进行监控，还能根据检测到的温度随时调整LED的工作状态，进而调整器LED的工作环境温度，保证LED始终工作的允许的温度范围内。

具体来说，本发明的基本思路如下：在LED所在的照明灯板上设置测温单元，用于检测照明灯板的温度；然后，根据照明灯板温度与LED本身工作温度的关系确定LED的工作温度；最后，根据所确定的LED的工作温度调整LED的亮度，通过改变LED的亮度来改变LED产生的热量，进而起到调整LED工作温度的目的。

图1示出了本发明LED温度检测与控制方法一个实施例的流程图，下面结合流程图对该实施例的具体操作流程进行描述。

在应用该方法进行LED温度检测与控制时，首先需要对LED所在照明灯板进行硬件电路方面的调整，具体来说，需要在照明灯板上增设测温单元。测温单元包括有分压网络及为分压网络供电的电源，根据照明灯板检测的实际需求和操作便利性，可以采用结构简单、使用方便有效的热敏电阻构成部分分压网络来实现。此外，测温单元也可以采用热电偶来实现，其应用原理及电路为本领域公知常识，在此不做具体阐述。

在采用热敏电阻时，根据照明灯板面积的大小，可以在照明灯板上设置一个或多个热敏电阻构成部分分压网络。在测温单元的分压网络中包括至少两个热敏电阻时，可以采用两种电路结构形式：其一，将每个热敏电阻分别放置在照明灯板的合适位置上，然后将所有的热敏电阻串联连接；其二，将每个热敏电阻分别放置在照明灯板的合适位置处，每个热敏电阻独立设置，从而构成多个分压网络。所说的“合适位置”可以通过实验来确定，以找到便于检测、且能有效反应检测目标的最佳位置。

LED照明灯板硬件调整完毕后，按照下述过程执行该实施例的LED温度检测与控制：

如图1所示，该实施例的LED温度检测与控制方法过程如下：

S101：系统初始化。

S102：检测热敏电阻的分压电压值，并进行AD转换。

由于热敏电阻构成部分分压网络的测温单元存在有上述两种电路设置形式，因此，针对不同的电路形式，所检测的分压电压值及其对应的检测温度略有不同，具体为：

如果采用热敏电阻串联连接的电路结构，所检测的热敏电阻的分压电压值将是所有热敏电阻的总分压电压值，通过微处理器的一个ADC检测引脚即可实现。此时，所检测的电压值对应于热敏电阻所在照明灯板的平均温度。

若采用多个热敏电阻独立设置、相互间不连接的电路结构，所检测的热敏电阻的分压电压值将是每一个热敏电阻两端的电压值。相应的，有多少个热敏电阻，就需要多少个微处理器的ADC检测引脚，也即实现独立检测。此时，所检测到的每一个电压值分别对应着热敏电阻所在位置处的照明灯板的温度。

采用热敏电阻串联连接的电路结构形式，电路结构简单，对系统资源要求较低，检测过程简便，但缺点是只能获得照明灯板的一个平均温度。采用热敏电阻分别独立设置的电路结构形式，可以精确获得某个位置的具体温度值，但其缺点是电路结构复杂，对系统资源要求较高，需要多个ADC检测端口采集电压数据，且数据较多、处理复杂。实际应用过程中，可结合照明灯板面积、系统资源状况、检测精确度等因素，选择其中一种测温单元电路结构，或者采用两种电路结构相结合的方式。

该实施例采用3个热敏电阻串联连接使用的测温单元形式，因此，可以通过微处理器的一个ADC检测引脚检测串联的3个热敏电阻的总分压电压值，在将该电压值进行AD转换。

S103：微处理器读取AD转换结果，并根据热敏电阻的温度-电阻对应表计算出对应的照明灯板的平均温度t1。

S104：根据照明灯板的温度t1确定LED的工作温度t2。

LED的工作温度t2与其所在照明灯板的温度t1之间的关系与照明灯板的面积、LED类型、散热器结构及热敏电阻设置位置等因素有关，一旦这些因素确定，t2与t1的关系就可确定，而且，这个关系可以通过实验来确定。两者之间的关系确定之后，计算出照明灯板的温度t1，即可获得LED的工作温度t2。

S105：判断t2是否超过允许的最高温度。

该最高温度一般为LED正常工作所允许的最高温度，若超过该最高温度，极有可能降低LED的使用寿命。因此，判定所检测出的LED的工作温度t2是否超过了该允许的最高温度。若超过，执行步骤S106；否则，转至步骤S107。

S106：调整PWM信号占空比，降低LED的亮度。然后转至步骤S109。

当检测到LED的工作温度t2超过允许的最高温度时，调整用于驱动LED的PWM信号的占空比来调整LED驱动器输出的驱动电流，以适当降低LED亮度的方法来降低LED的工作温度，实现LED温度自动控制。

S107：判定t2是否低于允许的最高温度一定值。若是，执行步骤S108；否则，转至步骤S109。

在适当降低LED的亮度后，LED产生的热量减少，工作一段时间后，LED的工作温度将会下降。为保证照明效果，在LED温度降至一定程度后，可以在允许范围内再适当提高LED的亮度。具体判定条件可设定为在LED工作温度t2低于允许的最高温度一定值，该一定值可根据实际应用环境及照明需求来设定。

S108：调整PWM信号占空比，提高LED的亮度。

在LED的工作温度t2低于允许的最高温度一定值时，调整用于驱动LED的PWM信号的占空比来调整LED驱动器输出的驱动电流，适当提高LED亮度，以保证照明效果，从而在照明亮度与工作温度之间达到一个最终的平衡，实现LED温度的自动控制。然后转至步骤S109。

S109：延时等待一段时间，然后转至步骤S102，循环执行LED温度的检测与控制。在延时等待的过程中，照明主系统的微处理器可以继续处理其他工作。

该实施例通过测温单元自动检测LED的工作温度，并根据检测结果动态自动调整LED的亮度，在LED亮度与工作温度之间寻求最终的平衡，保证LED始终工作在允许的温度范围内，确保了LED的使用寿命。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种LED温度检测与控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

b、根据检测出的照明灯板的温度确定LED的工作温度；

c、根据确定的LED的工作温度调整LED的亮度。

2.根据权利要求1所述的LED温度检测与控制方法，其特征在于，所述步骤c的具体操作过程为：若LED的工作温度超过允许的最高温度，则降低LED的亮度；若LED的工作温度低于允许的最高温度一定值，则提高LED的亮度。

3.根据权利要求2所述的LED温度检测与控制方法，其特征在于，通过调整驱动LED的PWM信号的占空比调整LED的亮度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的LED温度检测与控制方法，其特征在于，所述测温单元包括至少一个热敏电阻构成的分压网络。

5.根据权利要求4所述的LED温度检测与控制方法，其特征在于，所述测温单元包括至少两个热敏电阻构成的分压网络，所有热敏电阻串联连接，根据所有热敏电阻的总电压值检测热敏电阻所在照明灯板的平均温度。

6.根据权利要求4所述的LED温度检测与控制方法，其特征在于，所述测温单元包括至少两个热敏电阻构成的分压网络，每个热敏电阻独立设置，根据每一个热敏电阻两端的电压值检测其所对应位置处的照明灯板的温度。