CN104684216A - Led灯具过温保护电路及方法 - Google Patents
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Abstract
LED灯具过温保护电路，其包括温度传感器、控制器和PWM生成器；该温度传感器用于实时检测LED灯具的温度，并生成对应的温度电信号；该控制器用于将该温度电信号与预设的温度安全阈值进行比对，在温度电信号高于温度安全阈值时，以预设比例降低PWM生成器所输出的上一PWM驱动信号的占空比，并通过PWM生成器输出具有当前占空比的PWM驱动信号。本发明在LED灯具过温时，线性降低LED灯具的功率，如此，LED灯具的散热面积可设计得比传统的更小，也能保证不过温，工作更稳定可靠。本发明还涉及一种相关方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED灯具过温保护电路及方法。
背景技术
舞台灯光是舞台美术造型手段之一。运用舞台灯光设备如照明灯具、幻灯等，随着剧情的发展，以光色及其变化显示环境、渲染气氛、突出中心人物，创造舞台空间感和时间感，塑造舞台演出的外部形象，并提供必要的灯光效果如风、雨、云、水和闪电等。
近几年，舞台灯开始采用大功率LED灯具作为光源，大功率LED灯具能够满足舞台灯的高亮度需求，LED灯具的变色效果是通过RGB三基色混色实现的，相对传统光源，具有无光损和光利用率高的优点。然而，由于LED对温度变化相当敏感，大功率LED灯具在散热设计方面要求甚高，通常是根据LED灯具的最大功率来设计散热系统，往往通过改进散热器结构或体积来实现散热，以使得LED灯具不会过温；LED灯具的功率越大，散热器的体积往往也较大，以增大散热面积，如此，将使得LED灯具的体积很难设计得较小，而舞台灯追求高亮度的同时也追求小体积，现有的LED灯具显然不能够很好地满足舞台灯的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在于提供一种可解决上述技术问题的LED灯具过温保护电路及方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种LED灯具过温保护电路，其包括温度传感器、控制器和PWM生成器；
该温度传感器用于实时检测LED灯具的温度，并生成对应的温度电信号；
该控制器用于将该温度电信号与预设的温度安全阈值进行比对，在温度电信号高于温度安全阈值时，以预设比例降低PWM生成器所输出的上一PWM驱动信号的占空比，并通过PWM生成器输出具有当前占空比的PWM驱动信号，以线性拉低LED灯具的功率。
优选地，该控制器还用于通过PWM生成器在同一时间选择性地驱动LED灯具的其中两种颜色灯珠发光。
优选地，该温度传感器为热敏电阻。
优选地，该热敏电阻安装于LED灯具的灯珠板上。
一种LED灯具过温保护方法，其包括以下步骤：
步骤A：实时接收与LED灯具的温度相对应的温度电信号；
步骤B：判断温度电信号是否高于预设的温度安全阈值，若是，执行步骤C；若否，执行步骤A；以及
步骤C：以预设比例降低上一PWM驱动信号的占空比，并输出具有当前占空比的PWM驱动信号，以线性降低LED灯具的功率。
本发明的有益效果至少如下：
本发明在LED灯具过温时，线性降低LED灯具的功率，如此，LED灯具的散热面积可设计得比传统的更小，也能保证不过温，工作更稳定可靠。
另外，本申请的LED灯具由于同一时间只让两种颜色的灯珠发光，可使得LED灯具的体积更小。
附图说明
图1为本发明LED灯具过温保护电路的较佳实施方式的电气连接示意图。
图2为图1的LED灯具过温保护电路的控制器的电路示意图。
图3为图1的LED灯具过温保护电路的PWM生成器的电路示意图。
图4为本发明LED灯具过温保护方法的较佳实施方式的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
请参见图1，本发明涉及一种LED灯具过温保护电路，其较佳实施方式包括温度传感器、控制器和PWM生成器。
该温度传感器用于实时检测LED灯具的温度，并生成对应的温度电信号。本实施例中，该温度传感器为热敏电阻。优选地，该热敏电阻安装于LED灯具的灯珠板上，以便更准确地检测热源附近的温度，提高温度检测准确性。
该控制器用于将温度电信号与预设的温度安全阈值进行比对，在温度电信号高于温度安全阈值时，以预设比例降低PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)生成器所输出的上一PWM驱动信号的占空比，并通过PWM生成器输出具有当前占空比的PWM驱动信号，以线性拉低LED灯具的功率。
由于LED灯具的功率线性降低，可将功率变化比率设置在人眼无法观察的范畴内，如设置为0.39％，则动态调节LED灯具的温度至温度安全阈值以下的过程中，将不会影响LED灯具的舞台灯光效果，如此，LED灯具的散热面积可设计得比传统的更小，也能保证不过温，工作更稳定可靠。
该控制器还用于通过PWM生成器在同一时间选择性地驱动LED灯具的其中两种颜色灯珠发光。由于LED灯具作为舞台灯使用时是间歇性工作，且光色彩随需要变化，在同一时间LED灯具仅有两种颜色的灯珠发光，则相对传统的各灯珠同时工作的LED灯具，可大大降低功率，进而降低灯具温度，例如，RGBW(即红光、绿光、蓝光和白光)四色LED灯具中，若其最大功率为200W，传统散热设计中，LED灯具的散热面积要求至少在12000平方厘米以上，而本申请的LED灯具由于同一时间只让两种颜色的灯珠发光，只需设计6000平方厘米的散热面积。如此，可使得LED灯具的体积更小。
参见图2，本实施例中，该控制器采用单片机U1。
参见图3，PWM生成器由DM413型号的恒流驱动芯片U5、恒流驱动芯片U6和其周边电路组成，恒流驱动芯片U5和恒流驱动芯片U6通过控制其周边电路的三极管Q3至三极管Q6的开关频率来调节RGBW四色LED灯具的各颜色灯珠的功率。
参见图4，本发明还涉及一种LED灯具过温保护方法，应用于上述LED灯具过温保护电路，其包括以下步骤：
步骤A：实时接收与LED灯具的温度相对应的温度电信号；
步骤B：判断温度电信号是否高于预设的温度安全阈值，若是，执行步骤C；若否，执行步骤A，以继续监测灯具温度；以及
步骤C：以预设比例降低上一PWM驱动信号的占空比，并输出具有当前占空比的PWM驱动信号，以线性拉低LED灯具的功率。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种LED灯具过温保护电路，其特征在于：其包括温度传感器、控制器和PWM生成器；
该温度传感器用于实时检测LED灯具的温度，并生成对应的温度电信号；
该控制器用于将该温度电信号与预设的温度安全阈值进行比对，在温度电信号高于温度安全阈值时，以预设比例降低PWM生成器所输出的上一PWM驱动信号的占空比，并通过PWM生成器输出具有当前占空比的PWM驱动信号，以线性降低该LED灯具的输出功率。
2.如权利要求1所述的LED灯具过温保护电路，其特征在于：该控制器还用于通过PWM生成器在同一时间选择性地驱动LED灯具的其中两种颜色灯珠发光。
3.如权利要求1所述的LED灯具过温保护电路，其特征在于：该温度传感器为热敏电阻。
4.如权利要求3所述的LED灯具过温保护电路，其特征在于：该热敏电阻安装于LED灯具的灯珠板上。
5.一种LED灯具过温保护方法，其包括以下步骤：
步骤A：实时接收与LED灯具的温度相对应的温度电信号；
步骤B：判断温度电信号是否高于预设的温度安全阈值，若是，执行步骤C；若否，执行步骤A；以及
步骤C：以预设比例降低上一PWM驱动信号的占空比，并输出具有当前占空比的PWM驱动信号至一PWM生成器，以线性降低LED灯具的功率。
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