CN103561510A

CN103561510A - 一种本体式温度取样的温度补偿led灯系统

Info

Publication number: CN103561510A
Application number: CN201310505083.5A
Authority: CN
Inventors: 吕健; 郭军华; 任金松; 范世权
Original assignee: ZHEJIANG HAOLIGHT PHOTOELECTRICITY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HAOLIGHT PHOTOELECTRICITY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明公开了一种本体式温度取样的温度补偿LED灯系统，包括LED光源模组和温度补偿电路，LED光源模组由一组发光二极管构成，在发光二极管本体中设置有温度传感器，LED光源模组既是发光体也是温度取样器件；温度传感器通过温度补偿电路与LED驱动电源相连接进行电流调节，高温时，温度补偿电路降低输出电流；温度降低时，温度补偿电路提高输出电流，在安全的温度区域内LED光源模组达到热平衡状态。本发明的有益效果是：本发明的LED本体作为温度探测技术，LED灯温度超过或低于设定的控制温度时，会增加或减小驱动器输出。避免了因过热而导致LED灯光衰和使用寿命缩短，使得LED始终在恒定温度下稳定、可靠的工作。

Description

一种本体式温度取样的温度补偿LED灯系统

技术领域

本发明涉及LED应用技术领域，主要是一种本体式温度取样的温度补偿LED灯系统。

背景技术

现有技术：LED照明具有三个最为主要的优点：节能、环保、绿色照明。因为LED的发光效率较高、制造成本也较低，其应用前景和市场非常广大，这使得LED成为当今世界上替代传统光源的新一代光源之一。但实际应用时，LED灯散热问题极大的缩短了其寿命同时降低了发光效率，从而限制了LED照明行业的发展。因为LED对温度非常敏感。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种本体式温度取样的温度补偿LED灯系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种本体式温度取样的温度补偿LED灯系统，包括LED光源模组和温度补偿电路，LED光源模组由一组发光二极管构成，在发光二极管本体中设置有用于直接温度取样的温度传感器，LED光源模组既是发光体，也是温度取样器件；温度传感器通过温度补偿电路与LED驱动电源相连接进行电流调节，高温时，温度补偿电路降低输出电流，LED驱动电源输出电流减小；当温度降低时，温度补偿电路提高输出电流，LED驱动电源输出电流增加，在安全的温度区域内LED光源模组达到热平衡状态。

所述的LED光源模组通过导热材料与LED铝基板相连接，LED铝基板与散热片相连接。

所述的LED光源模组为串并结构，从最接近电源负端的某颗LED上引出铜箔作为温度电压信号，这颗LED的温度代表着光源模组的温度，此电压信号作为温度探测信号至LED驱动电源使用。

本发明的有益效果是：本发明的LED本体作为温度探测技术，LED灯温度超过或低于设定的控制温度时，会增加或减小驱动器输出。高温时，在不影响使用的情况下，适当减少LED灯的光通量和功耗，避免了因过热而导致LED灯光衰和使用寿命缩短。低温时，可以在安全范围内增加光通量，获得更好的照明效果，使得LED始终在恒定温度下稳定、可靠的工作。

附图说明

图1是本发明的系统框图；

图2是利用发光管负温度特性直接温度取样示意图；

图3本体式温度取样的温度补偿原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步阐述，实施例将帮助更好地理解本发明，但本发明并不仅仅局限于下述实施例。

如图所示，这种本体式温度取样的温度补偿LED灯系统，包括LED光源模组和温度补偿电路，LED光源模组由一组发光二极管构成，在发光二极管本体中设置有用于直接温度取样的温度传感器，LED光源模组既是发光体，也是温度取样器件；温度传感器通过温度补偿电路与LED驱动电源相连接进行电流调节。大功率LED灯一般以恒流状态工作，当外界环境温度变化时，LED正向导通电压降低，LED驱动电源随之降低输出电压，基本维持输出电流及输出功率恒定。本发明利用温度补偿技术，监测LED灯温度，实时反馈至LED驱动电源进行电流调节。高温时，温度补偿电路降低输出电流，LED驱动电源输出电流减小；当温度降低时，温度补偿电路提高输出电流，LED驱动电源输出电流增加，在安全的温度区域内LED光源模组达到热平衡状态。

在这样不断的电流和温度相互反馈过程中，LED驱动电压实时并适当的补偿，LED灯逐步达到热平衡状态，并且此温度保证在LED的安全工作温度区域内，达到延长LED灯寿命的目的。

本发明通过温度检测随时调节驱动器的输出电流来实现对LED灯的温度控制。图1为恒流驱动器驱动LED灯系统框图，驱动器输出到LED模组，LED模组上产生的热量通过良好的导热材料传导到LED铝基板，最后经由散热片散热到大气中。当外界散热环境恶劣时，LED模组的温度会达到温度补偿系统设定的温度，LED端电压的变化作为温度信号，驱动器内部的温度补偿电路进行实时补偿，驱动器减少输出电流，达到限制并降低LED模组温度的目的。

图2为LED本体温度取样的LED灯供电控制原理图。图中LED光源模组为通常采用的串并结构，从最接近电源负端的某颗LED上引出铜箔作为温度电压信号，这样，无论是何种原因引起的光源温度异常，这颗LED的温度就代表着光源模组的温度，这颗LED的电压变化就代表着光源模组的温度变化。此电压信号作为温度探测信号至LED驱动电源使用。

注：PN结Vbe电压的负温度特性（PN结电压将会以约-2mV/°C速度下降）。

PN结的电压信号传输至驱动电源温度补偿电路，温度补偿电路放大此电压信号并输出适当补偿电压至驱动电源的电流基准，从而改变电流基准得到合适的输出电流，就改变了LED温度，这样，通过不断的反馈，LED的温度会稳定在一个合适的范围。

本发明技术中，驱动电源通过接收到反馈的温度信息来控制输出电流，根据LED自身的PN结负温度特性的关系，只要找到输出电流随PN结温度的变化关系，进行适当的补偿电路设计，保证线性及解决补偿电路的温漂问题，便可找到温度与驱动器输出电流的关系。

优点：

该LED即是发光体，也是温度取样器件。温度反映极为迅速、准确。

该LED即是发光体，也是温度取样器件。减少了额外采用温度探测器件的数量，降低了材料成本；

该LED即是发光体，也是温度取样器件。减少了额外采用温度探测器件时占用的铝/铜基板空间，并降低了因此带来的封装工艺难度，而且并没有改变LED的封装位置和尺寸。仅仅是增加了一条铜箔。

该LED即是发光体，也是温度取样器件。与同组光源的其他LED器件一致，又是封装在一起，温度补偿线性良好，简化了温度补偿电路设计。

该LED即是发光体，也是温度取样器件。相对比其他温度探测器件（温敏电阻、晶体管PN结），功率型LED流过的电流大，所表现的电压信号抗干扰极强，简化了温度补偿电路的抗干扰设计。

该LED即是发光体，也是温度取样器件。只在LED驱动电源上增加了一根信号线。

性能表

实验数据（寿命为老化实验推测数据，光效为实测）

次数	寿命（h）	光效lm/W（环境温度0℃时）
			1	78000	105lm/W
2	76000	104lm/W
			3	77000	104lm/W
4	79000	103lm/W
			5	78000	104lm/W
6	78000	105lm/W

最后需要说明的是，除本实施例外，本发明还可以有其它实施方式和变形，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。凡本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种本体式温度取样的温度补偿LED灯系统，其特征在于：包括LED光源模组和温度补偿电路，LED光源模组由一组发光二极管构成，在发光二极管本体中设置有用于直接温度取样的温度传感器，LED光源模组既是发光体，也是温度取样器件；温度传感器通过温度补偿电路与LED驱动电源相连接进行电流调节，高温时，温度补偿电路降低输出电流，LED驱动电源输出电流减小；当温度降低时，温度补偿电路提高输出电流，LED驱动电源输出电流增加，在安全的温度区域内LED光源模组达到热平衡状态。

2.根据权利要求1所述的本体式温度取样的温度补偿LED灯系统，其特征在于：所述的LED光源模组通过导热材料与LED铝基板相连接，LED铝基板与散热片相连接。

3.根据权利要求1所述的本体式温度取样的温度补偿LED灯系统，其特征在于：所述的LED光源模组为串并结构，从最接近电源负端的某颗LED上引出铜箔作为温度电压信号，这颗LED的温度代表着光源模组的温度，此电压信号作为温度探测信号至LED驱动电源使用。