CN105636320A - 一种灯具的温度保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灯具保护领域，尤其涉及一种灯具的温度保护系统。温度保护系统包括：灯具驱动模块，与灯具连接，驱动灯具的点亮情况；灯具温度保护模块，分别与灯具、灯具驱动模块连接，对灯具进行温度保护；灯具温度保护模块包括：热敏电阻，与灯具连接，热敏电阻的阻值根据灯具的温度变化而变化；滞回比较器，同相端与热敏电阻连接，反相端输入基准电压，输出端输出输出信号；开关模块，与滞回比较器的输出端、灯具驱动模块、所述热敏电阻连接，根据所述输出信号确定是否将所述灯具驱动模块和所述热敏电阻连接，以由所述灯具驱动模块自适应控制所述灯具的温度；滞回比较器的输出端与灯具驱动模块连接，灯具驱动模块根据输出信号控制灯具的亮灭。

Description

一种灯具的温度保护系统

技术领域

本发明涉及灯具保护领域，尤其涉及一种灯具的温度保护系统。

背景技术

目前关于灯具的温度保护一般的保护方式有两种，一种是根据灯具的温度控制灯具的亮灭，还有一种控制方式是通过实时采样灯具的温度，调节流过灯具的电流，进而控制灯具的亮度，这两控制方式都显得较为单一，如果一味的根据温度直接控制灯具的亮灭，可能会影响灯具的使用，相反地，如果调节灯具的亮度也可能不能较好的保护灯具，现有技术的灯具保护都有应用场景上的局限性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种能够兼顾灯具的亮灭控制和亮度调节的温度保护系统。

本发明采用如下技术方案：

一种灯具的温度保护系统，所述温度保护系统包括：

灯具驱动模块，与所述灯具连接，驱动所述灯具的点亮情况；

灯具温度保护模块，分别与所述灯具、所述灯具驱动模块连接，对所述灯具进行温度保护；其中，所述灯具温度保护模块包括：

热敏电阻，与所述灯具连接，所述热敏电阻的阻值根据所述灯具的温度变化而变化；

滞回比较器，同相端与所述热敏电阻连接，反相端输入一基准电压，输出端输出输出信号；

开关模块，分别与所述滞回比较器的输出端、所述灯具驱动模块、所述热敏电阻连接，利用所述输出信号确定是否将所述灯具驱动模块和所述热敏电阻连接，以由所述灯具驱动模块根据所述热敏电阻的阻值自适应控制所述灯具的温度；以及

所述滞回比较器的输出端还与所述灯具驱动模块连接，所述灯具驱动模块根据所述输出信号控制所述灯具的亮灭。

优选的，所述灯具温度保护模块还包括：

第一开关管，栅极与所述滞回比较器的输出端连接，源极与一电源连接；

继电器，所述继电器的线圈与所述第一开关管的漏极连接，所述继电器的常开触点分别与所述灯具驱动模块、所述热敏电阻连接，以及

所述第一开关管根据所述输出信号导通与关断，所述第一开关管的导通与关断控制所述继电器的线圈得电或失电，进而控制是否将所述热敏电阻与所述灯具驱动模块连接。

优选的，所述灯具温度保护模块还包括：

温度传感器，分别与所述灯具、所述滞回比较器的同相端连接，感测所述灯具的温度，得到灯具温度的模拟信号。

优选的，所述温度保护系统还包括：

散热模块，分别与所述滞回比较器的输出端、所述灯具连接，根据所述输出信号对所述灯具进行散热。

优选的，所述散热模块包括散热风扇、导冷片、导热片、设于所述导冷片和所述导热片之间的制冷器件；以及

所述散热模块还包括一第二开关管，所述滞回比较器的输出端通过所述第二开关管控制所述制冷器件和/或所述散热风扇的工作。

优选的，所述滞回比较器的正相端通过一可调电阻与一电源连接，所述滞回比较器的正相端还通过一第一电阻与所述热敏电阻连接，所述滞回比较器的输出端和同相端连接有一反馈电阻。

优选的，所述灯具驱动模块、所述灯具温度保护模块集成于一块PCB板上，所述PCB板由第一散热铜箔、第二散热铜箔和控制铜箔封装而成。

优选的，所述控制铜箔喷锡或覆盖油墨。

优选的，所述PCB板为铝基板或玻纤板。

优选的，所述温度保护系统还包括：

比较器，同相端与所述热敏电阻连接，反相端接入一参考电压；

MOS管，栅极与所述比较器的输出端连接，源极与一电源连接，漏极与所述灯具连接；

所述比较器通过比较所述热敏电阻的电压和所述参考电压输出控制信号，并且根据所述控制信号调节所述MOS管的占空比，以调节所述灯具的亮度。

本发明的有益效果是：

本发明不仅能够控制灯具的亮灭，还能够控制灯具的温度，进行自适应调节，此外，本发明还为灯具保护系统提供了散热模块，能够辅助灯具尽快的降温，通过设置滞回比较器使得灯具的降温效果得到了保证，增加了本发明的调节精度。

附图说明

图1为本发明灯具温度保护系统的结构示意图；

图2为本发明散热模块的结构示意图；

图3为本发明滞回比较器对温度进行调节的电路连接图；

图4为本发明灯具的PWM调光的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

本发明提供了一种灯具的温度保护系统，能够实现自适应的降温功能，而且还能够对灯具进行实时的控制，防止灯具因为过热而损坏，本发明还提供了一些辅助的散热设备，便于灯具的散热。

实施例一

本实施例提供了一种关于灯具的温度保护系统，本实施例提供的灯具温度保护能够为灯具提供一自适应降温的功能，保证灯具的温度能够在一个正常的阈值范围内，如图1所示，本实施例的温度保护系统中包括一灯具驱动模块，灯具驱动模块与灯具连接，用于驱动灯具的点亮情况，需要说明的是，为了实现温度保护功能，该驱动芯片可以为一带有温度补偿功能的驱动芯片，该驱动芯片上具有温度补偿端。

为了实现灯具的温度保护，本实施例的温度保护系统还需要包括一灯具温度保护模块，该灯具温度保护模块包括一热敏电阻R_ntc，热敏电阻R_ntc与灯具(电路)连接，热敏电阻R_ntc作为温度传感器得到灯具温度的模拟信号，也可以在热敏电阻R_ntc之外另外设置一个温度传感器，该温度传感器可以与热敏电阻连接，感测灯具的温度，温度传感器也可以与灯具直接连接，感测灯具的温度，总之，此处的温度传感器主要用于感测灯具的温度，其感测的方式可以自由设定。

温度传感器或者是热敏电阻感测的灯具温度的模拟信号输出至一滞回比较器的同相输入端，该滞回比较器的反相输入端连接一基准电压U_R，滞回比较器的输出端通过第一开关管T1控制直流继电器K的线圈得电或失电，该直流继电器K的常开触点的两端分别与热敏电阻R_ntc的一端和温度补偿端相连。

设定滞回比较器的正向阈值电压U_TH1、负向阈值电压U_TH2，温度传感器输出电压Ucs从负向阈值电压U_TH2开始升高时，所述滞回电压比较器输出低电平，第一开关管T1断开，直流继电器K的线圈失电，常开触点断开；当温度传感器输出电压Ucs超过正向阈值电压值U_TH1时，该滞回比较器输出高电平，控制第一开关管T1闭合，直流继电器K的线圈得电，常开触点闭合，热敏电阻R_ntc接入电路中。

本实施例的另一种应用场景为：温度传感器输出电压Ucs从正向阈值电压U_TH1开始下降时，滞回比较器输出高电平，控制第一开关管T1闭合，热敏电阻R_ntc接入电路中；当温度传感器输出电压Ucs等于负向阈值电压值U_TH2时，该滞回比较器输出低电平，控制第一开关管T1断开，直流继电器K的线圈失电，热敏电阻R_ntc从电路中断开。

灯具驱动模块与热敏电阻连接的意义在于：藉由继电器能够根据热敏电阻的阻值得失电，第一开关管连接在热敏电阻与灯具驱动模块之间，控制热敏电阻与灯具驱动模块是否接通，工作原理是，热敏电阻的阻值低于或者高于某一预设值时，继电器线圈得电，常开触点闭合，此时热敏电阻与灯具驱动模块连接，灯具驱动模块能够根据热敏电阻的阻值对灯具的温度进行调节，反之，热敏电阻的阻值没有在需要调节的阻值范畴之内的时候，继电器线圈失电，灯具驱动模块不需要进行自适应调节。

进一步的，热敏电阻R_ntc可以采用负温度系数热敏电阻。

灯具驱动模块可以采用SN3352、SN3910等灯具驱动芯片，若采用SN3352芯片，则该芯片的一端口接一温度补偿起始点设定电阻，当热敏电阻R_ntc由温度的升高，其阻值降低至于温度补偿起始点设定电阻相等时，则SN3352芯片输出电流减小。

若采用SN3910芯片，则该芯片的UREF和LD端连接一温度补偿起始点设定电阻，热敏电阻R_ntc与温度补偿起始点设定电阻串联，且LD端的电压根据串联分压获得；通过热敏电阻R_ntc由温度的升高，其阻值降低，以改变LD端的电压，该电压下降以使SN3910芯片输出电流减小，由于灯具的驱动电流减小，所以实现了灯具的自适应调节。

进一步的，本实施例的灯具温度保护系统还包括一散热模块，该散热模块可以有两种模式，第一种模式为从灯具控制电路所在的PCB板的角度进行散热，第二种可以在灯具背后设置散热装置进行散热，两种模式可以同时采用，也可以分别采用，故可以根据灯具的体积、散热需求角度进行具体的设定。

如图2所示，第一种模式的灯具用PCB板的散热线路板由第一散热铜箔5、第二散热铜箔1、2和控制铜箔3、4在线路板上设计成工字形或者其它形状的铜箔结构。第一散热铜箔5通过控制铜箔3、4与第二散热铜箔1、2连接在一起。第二散热铜箔1、2可裸露或者喷锡或者可覆盖油墨。控制铜箔3、4覆盖油墨，在不担心锡膏熔化后外溢的情况下也可以不覆盖油墨。PCB线路板可以为铝基板、玻纤板或其他任何可作为线路板的材质。

第二种模式的散热方式可以在灯具的背后设置散热模块，如图1所示，该散热模块的控制端与滞回比较器的输出端相连，散热模块包括：制冷器件，以及位于制冷器件外侧的散热风扇；制冷器件可以包括：导冷片、散热片，以及设于导冷片和散热片之间的半导体制冷器，滞回比较器的输出端还通过一第二开关管T2(开关管可以为MOS管或其他开关器件)控制半导体制冷器得电和/或散热风扇转动。

实施例二

实施例一中说明了将热敏电阻接入电路的一个控制方式，实施例二可以在实施例一的基础上，并且利用实施例一中的滞回比较器，没有增加其他的器件，仍然以原电路的基础上，实现灯具的闭环控制，实时根据灯具的温度对灯具进行调节。

如图3所示，滞回比较器和电阻R1、R2、R3一起组成一个迟滞回路，R2和R3通过分压为滞回比较器的反相输入端提供基准比较电压，R1是正反馈电阻。本实施例以正反馈进行举例，也可以相应的改变为负反馈，可调电阻RP1和电阻R4、R5相串联，可调电阻RP1的一端与低压直流电源Vcc正极相连，R5的一端与前述的热敏电阻R_ntc或温度传感器连接，通过分压，在R4和R5的中间得到温控电压，该温控电压被连接到迟滞比较器的同相输入端，因此迟滞比较器的输出端状态就受到温控电压的控制。

在热敏电阻R_ntc选定之后，通过合理选取R1、R2、R3、R4、R5的阻值和适当调整RP1的阻值，就可以达到如下效果：例如，当灯具(热敏电阻R_ntc会随之变化)的温度从低于50摄氏度上升到50摄氏度的时候，滞回比较器就由输出低电平的状态转换到输出高电平的状态，以及当灯具的温度从高于40摄氏度下降到40摄氏度的时候，滞回比较器就由输出高电平的状态转换到输出低电平的状态。

可以看出，滞回比较器在温度回落的时候，热敏电阻Rntc会随之变化，从而滞回比较器的正向输入端的电压也开始下降，因为滞回比较器的反相输入端的电压因为有一个滞回反馈电阻的接入，造成反相输入端的电压也比之前电压要低，从而滞回比较器的正相输入端的电压要回落到比此刻的正相输入端的电压还低，才能使滞回比较器的输出翻转，输出高电平，让灯具重新开始工作。

滞回比较器的输出端可以与灯具驱动模块连接，根据滞回比较器输出端输出的高、低电平，控制灯具的点亮情况，此外还有一种控制方式，即PWM控制方式，其电路图与上述电路图较为类似，仅需要在上述的电路控制的基础上做小幅调整，上述电路图基本上主要控制的是灯具的点亮与否，而PWM还可以通过改变一驱动MOS管的占空比，进而实现PWM调光。

如图4所示，本实施例中，通过一比较器引入正反馈，将灯具的输出电压接入至比较器的正相输入端，反相输入端设置一合适的参考电压，通过比较器输出端输出的高低电平控制与比较器输出端连接的MOS管的占空比，例如比较器的输出端可以与MOS管的栅极连接，MOS管的源极接入电源，MOS管的漏极与灯具连接，通过控制栅极的开关信号进而改变MOS管的占空比，灯具的亮度根据MOS管的占空比调节，由此，通过设置一比较器实现PWM灯具调光。

综上所述，本发明不仅能够控制灯具的亮灭，还能够控制灯具的温度，进行自适应调节，此外，本发明还为灯具保护系统提供了散热模块，能够辅助灯具尽快的降温，通过设置滞回比较器使得灯具的降温效果得到了保证，增加了本发明的调节精度。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种灯具的温度保护系统，其特征在于，所述温度保护系统包括：

灯具驱动模块，与所述灯具连接，驱动所述灯具的点亮情况；

灯具温度保护模块，分别与所述灯具、所述灯具驱动模块连接，对所述灯具进行温度保护；其中，所述灯具温度保护模块包括：

热敏电阻，与所述灯具连接，所述热敏电阻的阻值根据所述灯具的温度变化而变化；

滞回比较器，同相端与所述热敏电阻连接，反相端输入一基准电压，输出端输出输出信号；

开关模块，分别与所述滞回比较器的输出端、所述灯具驱动模块、所述热敏电阻连接，利用所述输出信号确定是否将所述灯具驱动模块和所述热敏电阻连接，以由所述灯具驱动模块根据所述热敏电阻的阻值自适应控制所述灯具的温度；以及

所述滞回比较器的输出端还与所述灯具驱动模块连接，所述灯具驱动模块根据所述输出信号控制所述灯具的亮灭。

2.根据权利要求1所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述灯具温度保护模块还包括：

第一开关管，栅极与所述滞回比较器的输出端连接，源极与一电源连接；

继电器，所述继电器的线圈与所述第一开关管的漏极连接，所述继电器的常开触点分别与所述灯具驱动模块、所述热敏电阻连接，以及

所述第一开关管根据所述输出信号导通与关断，所述第一开关管的导通与关断控制所述继电器的线圈得电或失电，进而控制是否将所述热敏电阻与所述灯具驱动模块连接。

3.根据权利要求1所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述灯具温度保护模块还包括：

温度传感器，分别与所述灯具、所述滞回比较器的同相端连接，感测所述灯具的温度，得到灯具温度的模拟信号。

4.根据权利要求1所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述温度保护系统还包括：

散热模块，分别与所述滞回比较器的输出端、所述灯具连接，根据所述输出信号对所述灯具进行散热。

5.根据权利要求4所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述散热模块包括散热风扇、导冷片、导热片、设于所述导冷片和所述导热片之间的制冷器件；以及

所述散热模块还包括一第二开关管，所述滞回比较器的输出端通过所述第二开关管控制所述制冷器件和/或所述散热风扇的工作。

6.根据权利要求1所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述滞回比较器的正相端通过一可调电阻与一电源连接，所述滞回比较器的正相端还通过一第一电阻与所述热敏电阻连接，所述滞回比较器的输出端和同相端连接有一反馈电阻。

7.根据权利要求1所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述灯具驱动模块、所述灯具温度保护模块集成于一块PCB板上，所述PCB板由第一散热铜箔、第二散热铜箔和控制铜箔封装而成。

8.根据权利要求7所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述控制铜箔喷锡或覆盖油墨。

9.根据权利要求7所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述PCB板为铝基板或玻纤板。

10.根据权利要求1所述的灯具的温度保护系统，其特征在于，所述温度保护系统还包括：

比较器，同相端与所述热敏电阻连接，反相端接入一参考电压；

MOS管，栅极与所述比较器的输出端连接，源极与一电源连接，漏极与所述灯具连接；

所述比较器通过比较所述热敏电阻的电压和所述参考电压输出控制信号，并且根据所述控制信号调节所述MOS管的占空比，以调节所述灯具的亮度。