CN108391341A - 一种led灯保护电路 - Google Patents

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梁展鸿
俞彬
黄至君
徐凯威
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Abstract

本发明涉及LED灯电路技术领域，尤其涉及一种LED灯保护电路，包括依次电性连接的温度检测电路、MCU检测电路和LED灯控制电路；温度检测电路包括NTC电阻和上拉电阻；NTC电阻一端接地，另一端通过上拉电阻接入5V供电电源；NTC电阻与上拉电阻之间为接入MCU检测电路的输入端的温度检测端；LED灯控制电路包括LED灯、限流电阻、三极管和偏置电阻；限流电阻和LED灯串联后，一端接入电源，另一端接入三极管的集电极；三极管的发射极接地，基极通过偏置电阻接入MCU检测电路的输出端。本发明的发明目的在于提供一种LED灯保护电路，采用本发明提供的技术方案解决了现有LED灯长时间在高温环境下工作造成LED灯故障率高以及使用寿命短的技术问题。

Description

一种LED灯保护电路
技术领域
本发明涉及LED灯电路技术领域，尤其涉及一种LED灯保护电路。
背景技术
LED，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。
目前汽车电子对环境要求越来越严格，而LED灯在高温等环境，如果长时间工作中，寿命会变减少，LED损坏的概率也越来越大。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种LED灯保护电路，采用本发明提供的技术方案解决了现有LED灯长时间在高温环境下工作造成LED灯故障率高以及使用寿命短的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种LED灯保护电路，包括依次电性连接的温度检测电路、MCU检测电路和LED灯控制电路；
所述温度检测电路包括NTC电阻和上拉电阻；所述NTC电阻一端接地，另一端通过所述上拉电阻接入5V供电电源；所述NTC电阻与上拉电阻之间为接入所述MCU检测电路的输入端的温度检测端；
所述LED灯控制电路包括LED灯、限流电阻、三极管和偏置电阻；所述限流电阻和LED灯串联后，一端接入电源，另一端接入所述三极管的集电极；所述三极管的发射极接地，基极通过偏置电阻接入所述MCU检测电路的输出端。
优选的，在所述温度检测端与MCU检测电路的输入端之间接入RC滤波电路。
优选的，所述RC滤波电路的输出端接入所述MCU检测电路的AD口或在所述RC滤波电路与MCU检测电路之间接入AD转换芯片。
优选的，所述MCU检测电路设定限流温度值与断流温度值；通过查询所述NTC电阻的RT对照表获得分别与所述限流温度值和断流温度值相对应的限流电阻值和断流电阻值；通过公式VNTC＝5*RNTC/(RNTC+R上拉)分别计算与所述限流电阻值和断流电阻值相对于的VNTC，其中VNTC为所述NTC电阻的计算电压值，RNTC为所述NTC电阻的电阻值，R上拉为所述上拉电阻的电阻值；
当所述MCU检测电路检测到的电压值小于所述限流电阻值对应的VNTC，且大于所述断流电阻值对应的VNTC时，所述MCU检测电路的输出端降低输出至所述LED灯控制电路的信号PWM占空比；
当所述MCU检测电路检测到的电压值小于所述断流电阻值对应的VNTC时，所述MCU检测电路的输出端输出至所述LED灯控制电路的信号为0。
优选的，当所述MCU检测电路检测到的电压值小于所述限流电阻值对应的VNTC，且大于所述断流电阻值对应的VNTC时，所述MCU检测电路的输出端输出至所述LED灯控制电路的信号PWM占空比降为50％。
优选的，所述MCU检测电路检测到的电压值与VNTC比较过程中，在所述MCU检测电路检测到的电压值上存在公差为+/-0.05V的公差加成。
优选的，所述上拉电阻的电阻值为1kΩ；所述NTC电阻的型号为EPOSB57332V5103F360；所述RC滤波电路的电阻值为10kΩ，电容值为10Nf。
由上可知，应用本发明可以得到以下有益效果：本发明通过检测NTC电阻的电压值，再对检测到的电压值与设定值进行比较，根据比较结果降低输出至LED灯控制电路的信号PWM占空比，进而达到降低LED灯的驱动电流的效果，可以有效的延长LED的寿命，减少LED损坏的概率，提高产品的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例电路图；
图2为本发明实施例温度检测电路图；
图3为本发明实施例LED灯控制电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
LED灯如果长时间在高温环境中工作，寿命会变减少，损坏的概率也越来越大。
请参见图1，为了解决上述技术问题，本实施例提供一种LED灯保护电路，包括依次电性连接的温度检测电路、MCU检测电路和LED灯控制电路。
请参见图2，其中，温度检测电路包括NTC电阻R2和上拉电阻R1。NTC电阻R2一端接地，另一端通过上拉电阻R1接入5V供电电源。NTC电阻R2与上拉电阻R1之间为接入MCU检测电路的输入端的温度检测端。
请参见图3，其中，LED灯控制电路包括LED灯D1、限流电阻R4、三极管D1和偏置电阻R5。限流电阻R4和LED灯D1串联后，一端接入电源，另一端接入三极管D1的集电极。三极管D1的发射极接地，基极通过偏置电阻R5接入MCU检测电路的输出端。MCU检测电路的输出端通过输出PWM信号达到控制LED灯的效果。
为了达到提高LED灯使用寿命的效果，在本实施例中，MCU检测电路的输出端根据NTC电阻检测到的电压值调整PWM信号的占空比，达到降低LED灯驱动电流的效果。
据此，MCU检测电路用于检测NTC电阻的电压值，为了提高电压检测的准确性，在温度检测端与MCU检测电路的输入端之间接入由电阻R3和电容C1组成的RC滤波电路。
对于具有AD输入功能的MCU，RC滤波电路的输出端可以直接接入MCU检测电路的AD口；对于不具备AD输入功能的MCU，则需要在RC滤波电路与MCU检测电路之间接入AD转换芯片。
在对NTC电阻的电压值进行检测前，MCU检测电路需根据LED灯工作环境设定限流温度值T1与断流温度值T2，例如在汽车LED灯，限流温度值T1可以设定为85℃，断流温度值T2可以设定为95℃，限流温度值T1和断流温度值T2可以根据客户的要求，实车的调试进行进一步的调整，一方面满足客户乘车要求，一方面可以提高产品的可靠性。
设定限流温度值T1和断流温度值T2后，通过查询NTC电阻R2的RT对照表获得分别与限流温度值T1和断流温度值T2相对应的限流电阻值和断流电阻值。通过公式VNTC＝5*RNTC/(RNTC+R上拉)分别计算与限流电阻值和断流电阻值相对于的VNTC，其中VNTC为NTC电阻R2的计算电压值，RNTC为NTC电阻R2的电阻值，R上拉为上拉电阻R1的电阻值。
在本实施例中，上拉电阻R1的电阻值R上拉为1kΩ；NTC电阻R2的型号为EPOSB57332V5103F360；RC滤波电路的电阻值为10kΩ，电容值为10Nf。NTC电阻R1的电阻值随着温度的变化产生变化，当限流温度值T1＝85℃时，NTC电阻R2的电阻值为1.4kΩ；当断流温度值T2＝95℃时，NTC电阻R2的电阻值为1.1kΩ。根据上述计算公式可以求得：在NTC电阻R2的电阻值为1.4kΩ时，VNTC＝2.91V；在NTC电阻R2的电阻值为1.1kΩ时，VNTC＝2.62V。即当环境温度为限流温度值时，VNTC＝2.91V；当环境温度为断流温度值时，VNTC＝2.62V。
此时，MCU检测电路通过比较检测到的电压值与上述计算得到的电压值，即可得到此时环境温度与限流温度值T1和断流温度值T2之间的关系。
当MCU检测电路检测到的电压值小于限流电阻值对应的VNTC＝2.91V，且大于断流电阻值对应的VNTC＝2.62V时，即环境温度位于85℃与95℃之间，MCU检测电路的输出端降低输出至LED灯控制电路的信号PWM占空比，该占空比同样可以根据生产需要进行调整，在本实施例中优选为降低50％，LED灯的驱动电流将会减少一半，LED灯的寿命得到比较好的延长。
当MCU检测电路检测到的电压值小于断流电阻值对应的VNTC＝2.62V时，即环境温度大于95℃，MCU检测电路的输出端输出至LED灯控制电路的信号为0，即关闭LED灯，可以避免LED中特高温条件下工作，更好延长LED的寿命。
在MCU检测电路检测到的电压值与VNTC进行比较过程中，考虑到电阻电容有一定的公差，在MCU检测电路检测到的电压值上存在公差为+/-0.05V的公差加成。
本实施例通过检测NTC电阻R2的电压值，再对检测到的电压值与设定值进行比较，根据比较结果降低输出至LED灯控制电路的信号PWM占空比，进而达到降低LED灯D1的驱动电流的效果，可以有效的延长LED的寿命，减少LED损坏的概率，提高产品的可靠性。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种LED灯保护电路，其特征在于：包括依次电性连接的温度检测电路、MCU检测电路和LED灯控制电路；
所述温度检测电路包括NTC电阻和上拉电阻；所述NTC电阻一端接地，另一端通过所述上拉电阻接入5V供电电源；所述NTC电阻与上拉电阻之间为接入所述MCU检测电路的输入端的温度检测端；
所述LED灯控制电路包括LED灯、限流电阻、三极管和偏置电阻；所述限流电阻和LED灯串联后，一端接入电源，另一端接入所述三极管的集电极；所述三极管的发射极接地，基极通过偏置电阻接入所述MCU检测电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种LED灯保护电路，其特征在于：在所述温度检测端与MCU检测电路的输入端之间接入RC滤波电路。
3.根据权利要求2所述的一种LED灯保护电路，其特征在于：所述RC滤波电路的输出端接入所述MCU检测电路的AD口或在所述RC滤波电路与MCU检测电路之间接入AD转换芯片。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种LED灯保护电路，其特征在于：所述MCU检测电路设定限流温度值与断流温度值；通过查询所述NTC电阻的RT对照表获得分别与所述限流温度值和断流温度值相对应的限流电阻值和断流电阻值；通过公式VNTC＝5*RNTC/(RNTC+R上拉)分别计算与所述限流电阻值和断流电阻值相对于的VNTC，其中VNTC为所述NTC电阻的计算电压值，RNTC为所述NTC电阻的电阻值，R上拉为所述上拉电阻的电阻值；
当所述MCU检测电路检测到的电压值小于所述限流电阻值对应的VNTC，且大于所述断流电阻值对应的VNTC时，所述MCU检测电路的输出端降低输出至所述LED灯控制电路的信号PWM占空比；
当所述MCU检测电路检测到的电压值小于所述断流电阻值对应的VNTC时，所述MCU检测电路的输出端输出至所述LED灯控制电路的信号为0。
5.根据权利要求4所述的一种LED灯保护电路，其特征在于：当所述MCU检测电路检测到的电压值小于所述限流电阻值对应的VNTC，且大于所述断流电阻值对应的VNTC时，所述MCU检测电路的输出端输出至所述LED灯控制电路的信号PWM占空比降为50％。
6.根据权利要求5所述的一种LED灯保护电路，其特征在于：所述MCU检测电路检测到的电压值与VNTC比较过程中，在所述MCU检测电路检测到的电压值上存在公差为+/-0.05V的公差加成。
7.根据权利要求6所述的一种LED灯保护电路，其特征在于：所述上拉电阻的电阻值为1kΩ；所述NTC电阻的型号为EPOSB57332V5103F360；所述RC滤波电路的电阻值为10kΩ，电容值为10Nf。
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