CN102625540A - 一种led照明灯温度补偿式调光电路及其调光方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED照明灯温度补偿式调光电路及其调光方法，包括调光信号模块、LED驱动器IC₁、输出电路、LED灯串、线性化电路和温度补偿电路。本发明设计合理，通过对LED灯进行线性非线性的温度补偿方法，一旦出现异常情况使LED温度过高时，LED驱动器能根据热敏电阻检测到的温度，自动降低输出电流值，确保LED工作在安全区域之内。

Description

一种LED照明灯温度补偿式调光电路及其调光方法

技术领域

本发明涉及一种LED照明灯温度补偿式调光电路及其调光方法。

背景技术

为使LED照明灯的亮度能根据不同环境亮度做出相应的变化，以达到节能目的，LED驱动器必须具有调光功能。LED照明灯主要有4种调光方式：模拟调光、脉宽调制（PWM）调光、数字调光和双向晶闸管（TRIAC）调光。其中，模拟调光是利用直流电压信号使LED驱动器的输出电流连续地变化，从而实现对LED的线性调光；PWM调光是利用脉宽调制信号来调节LED的平均电流；数字调光是通过微控制器（MCU）和接口电路给LED驱动器发出数字信号来调节LED照明灯的亮度；TRIAC调光是通过控制TRIAC的导通角，对输入交流正弦波电压进行斩波，以降低输出电压的平均值，再通过LED驱动器控制LED灯的电流，从而实现调光目的。

但目前生产的具有调光功能的LED照明灯局限于单纯的“调光”，未考虑温度补偿问题，更没有将二者有机地联系起来，构成带温度补偿的调光电路。因为尽管大功率LED照明灯的理论寿命可达几万小时，但实际寿命可能只有几千小时。其主要原因是未采用温度补偿技术而导致LED照明灯过热损坏。大功率LED照明灯一般采用恒流驱动器，其输出电流不随输入电压、负载及环境温度的改变而变化。但是当LED所处环境温度高于安全工作点温度时，LED的正向电流就会超出安全区，使LED的寿命大为降低甚至损坏。这正是恒流驱动器的不足之处，因为维持输出电流不变只会促使LED的温度进一步升高。解决方法是利用温度补偿电路来不断减小LED的正向电流值，避免LED因温度过高而损坏。因此，对大功率LED驱动器的输出电流进行温度补偿，是大大延长大功率LED照明灯使用寿命的有效措施。

大功率LED温度补偿的基本原理是：一旦出现异常情况使LED温度过高时，LED驱动器能根据热敏电阻检测到的温度，自动降低输出电流值，确保LED工作在安全区域之内，这就从根本上解决了LED过热损坏或使用寿命降低的难题，从而大大提高了LED灯具的可靠性与安全性；当温度降低到安全区域时，LED驱动器的输出电流能自动回升到正常值。这种带温度补偿功能的LED驱动器代表了高端LED驱动器的发展方向，具有重要的实用价值。

中国专利号200920222330.X，公开了一种LED灯温度补偿电路，它通过温度传感器来获取LED灯周围的实时温度, 并利用温度补偿驱动模块根据温度传感器发送来的实时温度数据对LED灯的驱动电流进行实时的控制,使LED灯工作在有效工作区内。其缺陷及与本专利的区别有以下几点：

（1）该专利仅提到单纯的温度补偿，未涉及调光问题；而本专利的核心技术则是“基于温度补偿的LED照明灯调光电路”，将LED照明灯的“调光”与“温度补偿”有机地联系起来，作为一个整体而提出的新颖设计思想和解决方案。

（2）该专利无法与目前国内外大量生产并广泛应用的可调光LED驱动芯片兼容，必须设计和定制能够符合该发明的专用LED驱动芯片（即集成电路IC），这就给其实际应用带来严格限制，并会显著增加LED灯具的成本；而本专利所述基于温度补偿的LED照明灯调光电路，仅需增加少量外围元件构成通用化的模块，即可直接配大多数可调光LED驱动芯片，具有经济实用、易于大量推广应用等显著优点。

（3）本专利提出了带温度补偿的线性、非线性两种调光方案，这是“LED灯温度补偿电路”专利中未包含的内容。

（4）本专利对负温度系数热敏电阻（简称NTCR）测温传感器的线性化方案做了深入的理论分析，从而为实现LED驱动器的线性温度补偿提供了可靠的依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种LED照明灯温度补偿式调光电路及其调光方法。一旦出现异常情况使LED温度过高时，LED驱动器能根据热敏电阻检测到的温度，自动降低输出电流值，确保LED工作在安全区域之内；当温度降低到安全区域时，LED驱动器的输出电流能自动回升到正常值。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种LED照明灯温度补偿式调光电路，包括输入电路、输出电路、调光信号模块、LED驱动器IC₁和LED灯串，调光信号模块与LED驱动器IC₁连接，LED驱动器IC₁通过输出电路与LED灯串连接，LED驱动器IC₁包括调光输入端ADJ、输入电压端U1和接地端GND；其特征在于：它还包括线性化电路和温度补偿电路，线性化电路包括负温度系数热敏电阻、固定电阻R₁和电容器C，负温度系数热敏电阻简称NTCR，NTCR靠近LED灯串；固定电阻R₁和电容器C的一端与NTCR的一端连接，连接端的电压为线性化电路的输出电压U_T，固定电阻R₁和电容器C另一端接地，固定电阻R₁用于改善NTCR的非线性，电容器C用来滤除干扰信号；NTCR的另一端连接外部基准电压源U_REF，U_REF可取自LED驱动器IC₁芯片的基准电压输出端，或配外部基准电压源；U_REF经过电阻R₂和可调电阻R₃分压后得到线性化电路参考电压U_R，可调电阻R₃的一端接地。

所述的温度补偿电路包括电压比较器IC₂、反相放大器IC₃、模拟开关SW₁、模拟开关SW₂和反相器IC₅；电压比较器IC₂的反相输入端连接线性化电路的输出电压U_T，电压比较器IC₂的同相输入端连接线性化电路的参考电压U_R，电压比较器IC₂的输出端同时与模拟开关SW₁和反相器IC₅的输入端连接，反相器IC₅的输出端与模拟开关SW₂连接；模拟开关SW₁的一端与调光信号模块连接，另一端与LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ连接；模拟开关SW₂的一端与LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ连接，另一端与反相放大器IC₃的输出端连接，反相放大器IC₃的反相输入端连接线性化电路的输出电压U_T，反相放大器IC₃的同相输入端接地。

本发明所述的调光信号模块可为模拟调光信号，将模拟调光信号直接加至LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，该电压的变化幅度为0V→U_ADJ，U_ADJ为LED驱动器IC₁所允许的最高模拟调光电压。

本发明所述的调光信号模块亦可为PWM调光信号，将PWM调光信号直接输入到LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，PWM信号的幅度为U_ADJ，PWM调光频率一般为200Hz（低频调光）～20kHz（高频调光），只要PWM调光频率高于100Hz，就观察不到LED的闪烁现象，PWM调光不仅能提供更大的调光范围和更好的线性度，还能避免模拟调光出现的色差。

本发明所述的调光信号模块适配PWM调光信号，PWM调光信号经过晶体管VT接调光输入端ADJ，利用高、低电平进行调光。

本发明所述的调光信号模块还配由微控制器MCU产生的PWM调光信号，经过场效应管V接调光输入端ADJ，利用高、低电平进行调光。

本发明所述的模拟开关SW₁和模拟开关SW₂为一片4路双向模拟开关IC₄，如CD4066。

本发明还提出了一种LED照明灯温度补偿式调光电路的调光方法，其特征在于：所述的调光方法包括线性温度补偿方法和非线性温度补偿方法，线性温度补偿的步骤如下：

（1）由于NTCR与温度呈非线性关系，为提高测温精度，在整个温度范围内对NTCR进行线性化，即把NTCR与固定电阻R₁串联，所述温度范围的下限温度为T_L，上限温度为T_H，T_H为安全工作点温度，最高极限温度为T_max，温度超过T_max，LED灯串即会损坏；

（2）在正常温度下，即环境温度T_A＜T_H时，U_T＜U_R，电压比较器IC₂输出为高电平，使模拟开关SW₁闭合，输入正常的调光信号，LED驱动器IC₁工作在恒流区；当环境温度T_A＞T_H时，U_T＞U_R，电压比较器IC₂就输出低电平，一方面将模拟开关SW₁断开，切断调光信号的输入通道，另一方面经过反相器IC₅变成高电平，将模拟开关SW₂闭合，此时U_T信号经过反相放大器IC₃放大后，再通过模拟开关SW₂加至LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，以模拟调光的方式强迫LED驱动器IC₁的输出电流I_O按线性规律减小，进而使LED灯串的亮度均匀降低，对LED起到保护作用；当环境温度T_A＜T_H时，LED驱动器IC₁自动返回恒流区工作。

所述的非线性温度补偿步骤如下：

（1）在正常工作温度范围内对NTCR进行线性化，该温度范围的下限温度为T_L，上限温度为T_H；

（2）当环境温度T_A＜T_H时，LED驱动器IC₁工作在恒流区；当T_A＞T_H时，通过温度补偿式调光电路使LED驱动器IC₁的输出电流I_O按指数规律迅速减小，迫使LED的亮度降低。

本发明与现有技术相比，具有以下明显效果：设计合理，通过对LED灯进行线性/非线性的温度补偿方法，一旦出现异常情况使LED温度过高时，LED驱动器能根据热敏电阻检测到的温度，自动降低输出电流值，确保LED工作在安全区域之内。

附图说明

图1为本发明的电路图。

图2为本发明中带温度补偿的LED驱动器的输出电流与LED所处环境温度的关系曲线。

图3为本发明中NTCR的电阻值与温度的典型曲线。

图4为本发明中NTCR的线性化特性曲线。

图5为本发明中模拟调光时输出平均电流I_LED（AVG）与模拟调光信号U_ADJ的特性曲线。

图6为本发明中PWM调光时输出平均电流I_LED（AVG）与占空比D的特性曲线。

图7为本发明中人眼的主观亮度感觉和等效于白纸面上照度的变化量呈对数曲线。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

参见图1，本实施例中，温度补偿式调光电路包括输入电路1、输出电路2、调光信号模块、LED驱动器IC₁和LED灯串3，调光信号模块与LED驱动器IC₁连接，LED驱动器IC₁通过输出电路2与LED灯串3连接，LED驱动器IC₁包括调光输入端ADJ、输入电压端U₁和接地端GND；其特征在于：它还包括线性化电路和温度补偿电路，线性化电路包括负温度系数热敏电阻、固定电阻R₁和电容器C，负温度系数热敏电阻简称NTCR，NTCR靠近LED灯串3；固定电阻R₁和电容器C的一端与NTCR的一端连接，连接端的电压为线性化电路的输出电压U_T，固定电阻R₁和电容器C另一端接地，固定电阻R₁用于改善NTCR的非线性，电容器C用来滤除干扰信号，典型值可取0.1μF；NTCR的另一端连接外部基准电压源U_REF，U_REF可取自LED驱动器IC₁芯片的基准电压输出端，或配外部基准电压源（1.2V或2.5V）；U_REF经过电阻R₂和可调电阻R₃分压后得到线性化电路参考电压U_R，可调电阻R₃的一端接地，可调电阻R₃亦可用电位器代替。

所述的温度补偿电路包括电压比较器IC₂、反相放大器IC₃、模拟开关SW₁、模拟开关SW₂和反相器IC₅；电压比较器IC₂的反相输入端连接线性化电路的输出电压U_T，电压比较器IC₂的同相输入端连接线性化电路的参考电压U_R，电压比较器IC₂的输出端同时与模拟开关SW₁和反相器IC₅的输入端连接，反相器IC₅的输出端与模拟开关SW₂连接；模拟开关SW₁的一端与调光信号模块连接，另一端与LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ连接；模拟开关SW₂的一端与LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ连接，另一端与反相放大器IC₃的输出端连接，反相放大器IC₃的反相输入端连接线性化电路的输出电压U_T，反相放大器IC₃的同相输入端接地；电压比较器IC₂和反相放大器IC₃上设置有+5V稳压电源。

图2为基于温度补偿的LED驱动器IC₁的输出电流I_O与环境温度T_A的关系曲线图。其工作特点是当LED所处环境温度T_A低于安全工作点温度T_K时，LED驱动器IC₁工作在恒流区；一旦环境温度T_A超过T_K，就立即进入温度补偿区，此时LED驱动器IC₁能按照线性或非线性的规律来自动调低输出电流，实现线性或非线性温度补偿；当T_A＜T_K时，又自动返回恒流区。

本实施例中，NTCR的电阻值R_T与温度T有关，当温度升高时R_T迅速减小。由于NTCR具有电阻温度系数高、测温范围宽、价格低廉等优点，因此可广泛用于LED驱动器的温度补偿。NTCR属于非线性元件，其电阻值R_T与温度T的典型曲线如图3所示。

NTCR的一个重要参数就是热敏指数B。在更换NTCR时，必须与原来的标称电阻值和B值相同，才能保证R_T与T的关系曲线不变。设在T₀温度下的电阻值为R_T0，在T温度下的电阻值为R_T，有公式

                                     R_T0＝A                                                

，R_T＝A

                                     R_T＝R_T0

                                    （1）

对（1）式两边取对数后整理成

                             B＝

                                 （2）

令在规定温度范围内某一温度T下的NTCR的温度系数为α_T，可得到

                  α_T＝

＝

                        （3）

这表明α_T并非一个常数，而是温度的函数，它与热力学温度的平方成反比，且为一负值。

利用（3）式还能求出NTCR在某一温度T时的电阻温度系数，例如假定T＝298K（＋25℃），已知B＝3892K，代入（3）式可得到α_T＝－4.39％/℃；进一步还可求出，在T＝273K（0℃）时，α_T＝－5.22％/℃；T＝323K（50℃）时，α_T＝－3.73％/℃。由此可见，NTCR的温度系数绝对值随温度的降低而增大，随温度升高而减小，这是造成NTCR非线性的根本原因。

NTCR与温度呈非线性关系，为提高测温精度，需要进行线性化处理。具体方法是首先给R_NTC上串联一只合适的外部电阻R₁，然后测量R₁上的电压，即可在所选温度范围内将NTCR的非线性减至最小。如图1所示，将R_T与R₁相串联，输出电压U_T的表达式为  

      U_T＝

＝                          （4）

参见图4，在指定温度范围内U_T与环境温度T_A呈线性关系：T_A↑→R_T↓→U_T↑；反之，T_A↓→R_T↑→U_T↓。

计算R₁的步骤如下：

（1）确定工作温度范围，下限温度为T_L，上限温度为T_H；

（2）NTCR在下限温度T_L的电阻值为R_TL，在上限温度T_H的电阻值为R_TH，在中间温度T_M的电阻值为R_TM；

（3）最后，利用下式计算出R₁值：

                            

                        （5）

利用（4）式还可求出输出端的电压灵敏度为

        S_V＝

         （6）

电压灵敏度的单位是mV/℃。

以10K3A1IA型10kΩ（25℃）的NTCR为例，假定工作温度范围是0～70℃。从厂家提供的热敏电阻值与温度对照表中查出，在T_H＝70℃时R_TH＝1751.6Ω，在T_L＝0℃时R_TL＝32650.8Ω；在T_M＝35℃时R_TM＝6530.1Ω，一并代入（5）式计算出R的最佳电阻值为5166.7Ω。代入（6）式计算出S_V＝8.717U_REF（mV/℃）。当温度范围改变时，应重新确定R₁值。NTCR在25℃时的标称值可选10kΩ、50kΩ、100kΩ，为降低功耗，应采用100kΩ（25℃）的NTCR。

本实施例中，LED照明灯温度补偿式调光电路的调光包括线性温度补偿方法和非线性温度补偿方法，线性温度补偿的特点是能与线性度良好的PWM调制器进行匹配，当T_A＞T_K时，LED驱动器IC₁的输出电流按照线性规律减小，LED灯串3的亮度均匀地降低，使人眼感觉亮度变化柔和；而非线性温度补偿的特点是能迅速调低LED灯串3的亮度，快速达到过热保护作用，但在此过程中可能出现亮度骤降或闪烁现象，这是其不足之处。

线性温度补偿的步骤如下：

（1）由于NTCR与温度呈非线性关系，为提高测温精度，在整个温度范围内对NTCR进行线性化，即把NTCR与固定电阻R₁串联，所述温度范围的下限温度为T_L，上限温度为T_H，T_H作为安全工作点温度T_K，最高极限温度为T_max，温度超过T_max，LED灯串3即会损坏；

（2）在正常温度下，即环境温度T_A＜T_H时，U_T＜U_R，电压比较器IC₂输出为高电平，使模拟开关SW₁闭合，输入正常的调光信号，LED驱动器IC₁工作在恒流区；当环境温度T_A＞T_H时，U_T＞U_R，电压比较器IC₂就输出低电平，一方面将模拟开关SW₁断开，切断调光信号的输入通道，另一方面经过反相器IC₅变成高电平，将模拟开关SW₂闭合，此时U_T信号经过反相放大器IC₃放大后，再通过模拟开关SW₂加至LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，以模拟调光的方式强迫LED驱动器IC₁的输出电流I_O按线性规律减小，进而使LED灯串3的亮度均匀降低，对LED起到保护作用；当环境温度T_A＜T_H时，LED驱动器IC₁自动返回恒流区工作。

所述的非线性温度补偿步骤如下：

（1）在正常工作温度范围内对NTCR进行线性化，该温度范围的下限温度为T_L，上限温度为T_H；

（2）当环境温度T_A＜T_H时，LED驱动器IC₁工作在恒流区；当T_A＞T_H时，通过温度补偿式调光电路使LED驱动器IC₁的输出电流I_O按指数规律迅速减小，迫使LED的亮度降低。此时R₁的阻值应按（5）式计算。

本实施例中，由于模拟调光/PWM调光式LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ内部有低通滤波器，能将调光信号转换成直流电压，因此可选任一款具有模拟调光/PWM调光功能的DC/DC式LED驱动器芯片，亦可配AC/DC式LED驱动器芯片。模拟调光的范围较窄，调光比最高仅为几十倍；远低于PWM的调光比，后者可达几百至几千倍。

本实施例中，调光信号模块有以下4种获取方法：

（1）调光信号Ⅰ：模拟调光信号，将模拟调光信号直接加至LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，该电压的变化幅度为0V→U_ADJ，U_ADJ为LED驱动器IC₁所允许的最高模拟调光电压。模拟调光时输出平均电流I_LED（AVG）与模拟调光信号U_ADJ的特性曲线示例如图5所示，R_SET为电流检测电阻。

（2）调光信号Ⅱ：PWM调光信号，将PWM调光信号直接输入到LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，PWM信号的幅度为U_ADJ，PWM调光频率一般为200Hz（低频调光）～20kHz（高频调光），只要PWM调光频率高于100Hz，就观察不到LED的闪烁现象，PWM调光能提供更大的调光范围和更好的线性度。PWM调光时输出平均电流I_LED（AVG）与占空比D的特性曲线示例如图6所示，显然，PWM调光能提供更大的调光范围和更好的线性度。

（3）调光信号Ⅲ：PWM调光信号，PWM调光信号经过晶体管VT接调光输入端ADJ，利用高、低电平进行调光。

（4）调光信号Ⅳ：PWM调光信号由微控制器MCU产生，经过场效应管V接调光输入端ADJ，利用高、低电平进行调光。

本实施例中，模拟开关SW₁和模拟开关SW₂可公用一片CD4066型4路双向模拟开关代替，反相器IC₅可采用CD4069型6反相器代替。反相放大器的作用是调节U_T，使之满足LED驱动器IC₁的要求。

需要指出，LED正向电流的突然减小并不一定导致LED的亮度显著降低。根据韦伯-费赫涅尔定律（Weber-Fechner），人眼的主观亮度感觉与客观亮度的变化量（可等效于白纸面上照度的变化量）呈对数关系，二者的关系曲线如图7所示。

由图可见，当纸面上的照度从1000lx降低到100lx，即减小到原来的10%时，人眼感觉到亮度只变暗了50%（人眼的主观亮度感觉从8降至4）。举例说明，即使LED驱动电流从350mA减小到175mA，即减小到原来的50%，这会使客观亮度降低；但经过取对数后人眼觉察到的亮度变化并不那么明显。

若因某种原因（例如散热器脱落或接触不良）致使LED大幅度升温，I_O迅速减小，则会出现LED亮度骤然降低现象。但随着I_O迅速减小，LED的发热量也随之减小，NTCR的阻值变大，通过控制电路可在一定程度上限制I_O的变化。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种LED照明灯温度补偿式调光电路，包括输入电路、输出电路、调光信号模块、LED驱动器IC₁和LED灯串，调光信号模块与LED驱动器IC₁连接，LED驱动器IC₁通过输出电路与LED灯串连接，LED驱动器IC₁包括调光输入端ADJ、输入电压端U₁和接地端GND；其特征在于：它还包括线性化电路和温度补偿电路，线性化电路包括负温度系数热敏电阻、固定电阻R₁和电容器C，负温度系数热敏电阻简称NTCR，NTCR靠近LED灯串；固定电阻R₁和电容器C的一端与NTCR的一端连接，连接端的电压为线性化电路的输出电压U_T，固定电阻R₁和电容器C另一端接地；NTCR的另一端连接外部基准电压源U_REF，U_REF经过电阻R₂和可调电阻R₃分压后得到线性化电路参考电压U_R，可调电阻R₃的一端接地；

所述的温度补偿电路包括电压比较器IC₂、反相放大器IC₃、模拟开关SW₁、模拟开关SW₂和反相器IC₅；电压比较器IC₂的反相输入端连接线性化电路的输出电压U_T，电压比较器IC₂的同相输入端连接线性化电路的参考电压U_R，电压比较器IC₂的输出端同时与模拟开关SW₁和反相器IC₅的输入端连接，反相器IC₅的输出端与模拟开关SW₂连接；模拟开关SW₁的一端与调光信号模块连接，另一端与LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ连接；模拟开关SW₂的一端与LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ连接，另一端与反相放大器IC₃的输出端连接，反相放大器IC₃的反相输入端连接线性化电路的输出电压U_T，反相放大器IC₃的同相输入端接地。

2.根据权利要求1所述的LED照明灯温度补偿式调光电路，其特征在于：所述的调光信号模块为模拟调光信号，将模拟调光信号直接加至LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，该电压的变化幅度为0V→U_ADJ，U_ADJ为LED驱动器IC₁所允许的最高模拟调光电压。

3.根据权利要求1所述的LED照明灯温度补偿式调光电路，其特征在于：所述的调光信号模块为PWM调光信号，将PWM调光信号直接输入到LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，PWM信号的幅度为U_ADJ，PWM调光频率一般为200Hz～20kHz。

4.根据权利要求1所述的LED照明灯温度补偿式调光电路，其特征在于：所述的调光信号模块为PWM调光信号，PWM调光信号经过晶体管VT接调光输入端ADJ，利用高、低电平进行调光。

5.根据权利要求1所述的LED照明灯温度补偿式调光电路，其特征在于：所述的调光信号模块为由微控制器MCU产生的PWM调光信号，经过场效应管V接调光输入端ADJ，利用高、低电平进行调光。

6.根据权利要求1所述的LED照明灯温度补偿式调光电路，其特征在于：所述的模拟开关SW₁和模拟开关SW₂为一片CD4066型4路双向模拟开关IC₄。

7.根据权利要求1—6任一项所述LED照明灯温度补偿式调光电路的调光方法，其特征在于：所述的调光方法包括线性温度补偿方法和非线性温度补偿方法，线性温度补偿的步骤如下：

（1）由于NTCR与温度呈非线性关系，为提高测温精度，在整个温度范围内对NTCR进行线性化，即把NTCR与固定电阻R₁串联，所述温度范围的下限温度为T_L，上限温度为T_H，T_H为安全工作点温度，最高极限温度为T_max，温度超过T_max，LED灯串即会损坏；

（2）在正常温度下，即环境温度T_A＜T_H时，U_T＜U_R，电压比较器IC₂输出为高电平，使模拟开关SW₁闭合，输入正常的调光信号，LED驱动器IC₁工作在恒流区；当环境温度T_A＞T_H时，U_T＞U_R，电压比较器IC₂就输出低电平，一方面将模拟开关SW₁断开，切断调光信号的输入通道，另一方面经过反相器IC₅变成高电平，将模拟开关SW₂闭合，此时U_T信号经过反相放大器IC₃放大后，再通过模拟开关SW₂加至LED驱动器IC₁的调光输入端ADJ，以模拟调光的方式强迫LED驱动器IC₁的输出电流I_O按线性规律减小，进而使LED灯串的亮度均匀降低，对LED起到保护作用；当环境温度T_A＜T_H时，LED驱动器IC₁自动返回恒流区工作；

所述的非线性温度补偿步骤如下：

（1）在正常工作温度范围内对NTCR进行线性化，该温度范围的下限温度为T_L，上限温度为T_H；

（2）当环境温度T_A＜T_H时，LED驱动器IC₁工作在恒流区；当T_A＞T_H时，通过温度补偿式调光电路使LED驱动器IC₁的输出电流I_O按指数规律迅速减小，迫使LED的亮度降低。

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