CN102298403A

CN102298403A - Led工矿灯的恒温控制系统及其控制方法

Info

Publication number: CN102298403A
Application number: CN2011102286955A
Authority: CN
Inventors: 金志杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明公开了一种新型LED工矿灯的恒温控制系统，包括；设置于灯罩内或灯罩壁用以检测其温度的测温元件；用以采集测温元件温度数据的微控制器以及与微控制器电连接并受其控制开启或关闭的风扇；所述的风扇安装在灯罩内或灯罩壁上；以及基于LED工矿灯恒温控制系统的控制方法；与现有的技术相比具有：散热及时、风扇运转不由灯的开/关决定，而是由灯罩壁或灯罩内的温度高低来决定是否启动风扇；散热效果稳定，能将灯罩内始终保持一个安全的恒温状态中，并有效保护灯罩内LED灯珠和PCB电路板及其他元器件不被高温损坏；减少工矿灯故障的发生，从而延长LED工矿灯的使用寿命。

Description

LED工矿灯的恒温控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种工矿灯，是一种LED工矿灯，尤指一种可以控制灯罩内温度的小功率LED工矿灯及其控制方法。

背景技术

传统的工矿灯几乎都使用功率较大的白炽灯、卤钨灯、高强度气体放电灯或数量较多的荧光灯作为其光源；这些工矿灯普遍存在耗能高、灯泡使用寿命短、灯光衰减严重、含有对污染环境的铝、汞等元素以及存在频闪、眩光、重影等诸多缺陷；随着科技水平的提高及工业化进程的快速发展，一种绿色的LED光源应运而生，其具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、环保、坚固耐用等优点，被广泛的应用到照明行业中；然而目前的工矿灯大多是采用大功率LED为光源安装在灯罩内，在灯罩的顶部连接一个散热器，将大功率LED产生的热量散发出去，但仅仅靠散热器被动式的散热方式是无法满足其散热需要的。如果灯罩内不断产生的高热得不到有效的散发，长此以往就容易造成LED灯珠及元件的损坏，直接降低LED工矿灯的使用寿命。

中国专利号：201020281648.8公开了一种LED工矿灯，包括灯头、灯罩与LED灯，灯罩安装在散热器上，LED灯安装在灯罩内，其特征在于：所述灯头内安装有用于LED灯散热的散热风扇。所述散热器内安装有温控保护装置，温控保护装置与电源电连接。所述散热器由6063铝材质制成。它采用6063铝材质作为导热材料，大大提高导热性能。热量最终是要传到空气中去的，在有限的传热面积上增加风扇来散热，使得散热性大大提高，为了避免由于风扇损坏而导致的温度过高导致灯珠烧坏，此结构还采用了过温度保护装置，当温度超过65°时保护装置会自动关闭电源保护LED灯珠。温度下降时候温控装置自动重新接通电源，灯珠从新亮起来。这种结构的工矿灯靠灭灯的方式来对工矿灯进行保护是不可取的，当车间在生产、商场在营业、矿山在施工，工矿灯温度超过65°时保护装置自动关闭电源，会导致非常严重的后果发生。

中国专利号：201020277979.4公开了一种LED工矿灯，它包括灯罩、LED光源、筒体和位于筒体内的散热装置，所述筒体的侧面固定有排风扇，筒体在排风扇对应的侧壁上和排风扇对面的侧壁上开设有若干个用来流通空气的通孔，灯罩与筒体接触连接，使灯罩能够对筒体导热散热。该结构散热效果好，灯具使用寿命更长。该专利通过风扇对筒体进行强制性的散热，具有良好的散热效果。但同时又存在一些缺陷；就是风扇随着一开灯就开始转动，一直到关灯才停止；由于LED工矿灯刚启动时所产生的热量很小，完全可以依靠灯罩本身散发其热量；或是风扇将灯内温度降下来后，又可以依靠灯罩或散热器自身进行散热，而这段时间内排气风扇做的是无用功，由于风扇长时间的运转不仅自身会产生热量，还减少风扇的使用寿命。这样势必会导致一些不必要的能源浪费。

发明内容

为了克服现有LED工矿灯存在自身过热时自动关闭电源以，以及风扇随着一开灯就开始转动，一直到关灯才停止，导致能源浪费及降低风扇使用寿命的不足，本发明的目的在于提供一种新型LED工矿灯的恒温控制系统及其控制方法，它不仅在灯内温度超过设定的安全温度值时能及时启动风扇进行强制散热，还能在温度低于设定的安全温度值时停止风扇工作。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：设计一种新型LED工矿灯的恒温控制系统，该系统包括；设置于灯罩内或灯罩壁用以检测其温度的测温元件；用以采集测温元件温度数据的微控制器以及与微控制器电连接并受其控制开启或关闭的风扇；所述的风扇安装在灯罩内或灯罩壁上。

为了达到更好的效果，进一步，本发明还具有以下技术特征；

所述的灯罩上开设有若干通气孔。

所述的LED为小功率LED灯珠并设置于PCB电路板一面上，该PCB电路板形状与灯罩敞口形状一致并若干小通孔，略小于灯罩敞口并镶嵌在灯罩内敞口处。

所述的微控制器与测温元件及风扇之间通过总线连接；风扇为一个或多个。

所述的PCB电路板与灯罩贴合的边缘四周灌注有散热胶。

所述的设置有LED灯珠的PCB电路板一面涂覆有反光层。

所述的微控制器还连接有用以更改参数和程序升级的存储器及其数据传输接口。

基于LED工矿灯恒温控制系统的控制方法，包括以下步骤：

a、给微控制器设定一个用以启动和关闭风扇的安全温度范围值；

b、微控制器向测温元件采集检测到的灯罩壁当前温度；

c、当微控制器采集到的液晶面板温度数据高于其设定值时便自动接通与风扇连接的电源开关并使风扇启动；

d、当微控制器采集到的灯罩温度数据低于其设定值时便自动切断与风扇连接的电源开关并使风扇停止运转。

所述的微控制器是周期性向测温元件采集所测到的灯罩壁温度数据。

由于采用上述技术方案，由微控制器控制与风扇连接的电源开关的通断；微控制器周期采集测温元件温度数据并将温度数据经过运算和其设定的安全参数值比较；当运算结果高于设定值时，开关接通，风扇启动。当低于设定值时，开关切断，风扇停止。本发明还可以通过增加数据传输接口和存储器来修正和存储不同的安全设定值，以控制降温风扇的启动和停止时间。

本发明的LED工矿灯的恒温控制系统与现有的技术比较具有：散热及时、风扇运转不由灯的开/关决定，而是由灯罩壁或灯罩内的温度高低来决定是否启动风扇；散热效果稳定，能将灯罩内始终保持一个安全的恒温状态中，并有效保护灯罩内LED灯珠和PCB电路板及其他元器件不被高温损坏；减少工矿灯故障的发生，从而延长LED工矿灯的使用寿命。

附图说明

图1为本发明LED工矿灯的恒温控制系统的原理图；

图2为本发明LED工矿灯的恒温控制系统的工作流程示意图；

图3为本发明LED工矿灯实施例的爆炸结构示意图；

图4为本发明LED工矿灯实施例的立体结构示意图；

图5为本发明LED工矿灯实施例的另一面爆炸结构示意图；

图6为本发明LED工矿灯另一实施例的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示；本发明的LED工矿灯的恒温控制系统的实现原理包括：一个微控制器6，与微控制器6通过总线连接的测温元件5和降温风扇3；测温元件5用以检测灯罩的实时温度，微控制器6用以周期采集测温元件5温度数据，由微控制器6控制与降温风扇3连接的电源开关的通断；微控制器6周期采集测温元件5温度数据并将温度数据经过运算和其设定的参数值比较；当运算结果高于设定值时，开关接通，降温风扇3启动；当运算结果低于设定值时，开关切断，降温风扇3停止。为了便于微控制器6对设定温度值的修正和更改以及程序升级，还可以通过增数据传输接口7和存储器8来修正和存储不同的设定值，以控制降温风扇3的启动和停止时间；一般所设定的温度值在30-50摄氏度之间。

图2是本发明LED工矿灯的恒温控制系统的工作流程如下：

开灯，经过一段时间后，灯罩内的温度逐渐升高，测温元件实时测量灯罩或灯罩内的温度，微控制器6周期采集测温元件的测量温度数据，微控制器将温度数据经过运算和其设定的参数值比较；如果运算结果高于设定值时，开关接通，风扇启动；如果运算结果低于设定值时，开关切断，降温风扇停止，一直是这样循环下去。本发明的LED工矿灯的恒温控制系统，散热精确、降温风扇运转由灯罩内的温度决定，其散热效果稳定，能使液晶灯罩内始终保持一个安全的恒温状态，并能有效保护LED灯珠和PCB电路板及其他元器件不被高温损坏；从而延长其使用寿命。

如图3、图4、图5所示；本发明的实施例包括圆形灯罩1、该灯罩1采用铝型材冲压或铸造成型，在灯罩1的上方设置有一个电源盒11及匹配的电源合盖12，在电源盒11内容置有用于点亮小功率LED灯珠21的驱动电源模块13及微控制器14，在灯罩1内或灯罩壁上安装有一个或两风扇3，在灯罩1内或灯罩壁上设置有用以检测其温度的测温元件5，微控制器14通过导线分别连接风扇3和测温元件5，一块一面设置有多个小功率LED灯珠21的PCB电路板2，该PCB电路板2的形状与灯罩1敞口形状一致并开设若干小通孔，也是圆形设计，不过略小于灯罩1敞口并镶嵌在灯罩1内敞口处。为了增强PCB电路板2的导热性能，在安装有小功率LED灯珠21的一面上喷涂有沉锡反光层，为了达到固定PCB电路板2及增加散热接触面的目的，在PCB电路板2与灯罩1贴合的边缘四周灌注有散热胶10；为了达到防尘防水的目的，在灯罩1外壁上螺钉固定有三个活动锁钩9，一块形状、大小与灯罩1敞口相仿的玻璃或亚克力做成的防护盖4被活动锁钩9扣住并牢牢的锁固与灯罩1敞口端前方，为了达到更好的防水、防尘目的，本实施例还在防护盖4与灯罩1敞口端之间设置有一圈密封胶圈41，该密封胶图41也可以套设在防护盖4四周上。如图6所示；本发明还提供了一种方形的LED工矿灯，具体的结构和装配与图3至图5相同，这里就不再赘述。其灯罩的结构还可以设计成椭圆形、五边形等的几何形状。

本实施例的微控制器6采用单片机来实现处理和控制，其中心控制部分采用了高性能，高可靠性的飞利浦的LPC1111ARM Cortex-M032位微控制器；降温风扇3采用小型直流电风扇实现降温，具体采用了工业级的低噪音12V直流风扇；测温元件5采用了美信DS18B20型测温器，其温度精度+/-0.5摄氏度。本发明的工作原理：微控制器6(U1)通过P1-8口，通过一线总线，周期采集测温元件5(T1)的温度数据。得到的温度数据经过运算，和E2PROM(U3)中的设定的参数数据比较，最终由U1的P0-2口输出，来控制MOS开关Q1的通断，来启动或停止风扇3(M1)。当测到灯罩内1的温度高于微控制器6设定值时，P0-22口输出高电平控制开关接通使风扇3运转开始降温。当测到灯罩内1或灯罩壁的温度低于微控制器6设定值时，P0-22口输出低电平控制开关切断使风扇3停止。可以通过E2PRON(U3)修正和存储不同的设定值时。

Claims

1.LED工矿灯的恒温控制系统，其特征在于：该系统包括；设置于灯罩内或灯罩壁用以检测其温度的测温元件；用以采集所述测温元件温度数据的微控制器以及与微控制器电连接并受其控制开启或关闭的风扇；所述的风扇安装在灯罩内或灯罩壁上。

2.根据权利要求1所述的LED工矿灯的恒温控制系统，其特征在于：所述的灯罩上开设有若干通气孔。

3.根据权利要求1所述的LED工矿灯的恒温控制系统，其特征在于：所述的LED为小功率LED灯珠并设置于PCB电路板一面上，该PCB电路板形状与灯罩敞口形状一致并设置有若干小通孔，略小于灯罩敞口并镶嵌在灯罩内敞口处。

4.根据权利要求1所述的LED工矿灯的恒温控制系统，其特征在于：所述的微控制器与测温元件及风扇之间通过总线连接。

5.根据权利要求1所述的LED工矿灯的恒温控制系统，其特征在于：所述的风扇为一个或多个。

6.根据权利要求3所述的LED工矿灯的恒温控制系统，其特征在于：所述的PCB电路板与灯罩贴合的边缘四周灌注有散热胶。

7.根据权利要求3所述的LED工矿灯的恒温控制系统，其特征在于：所述的设置有LED灯珠的PCB电路板一面涂覆有反光层。

8.根据权利要求1所述的LED工矿灯的恒温控制系统，其特征在于：所述的微控制器还连接有用以更改参数和程序升级的存储器及其数据传输接口。

9.基于权利要求1所述的LED工矿灯恒温控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

b、微控制器向测温元件采集检测到的灯罩壁当前温度；

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：所述的微控制器是周期性向测温元件采集所测到的灯罩壁温度数据。