CN113766703A - Led照明模组、led驱动电源的额定输出电流设定方法及车灯 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车灯光领域，公开了一种LED照明模组、LED驱动电源的额定输出电流设定方法、车灯及车辆，所述LED照明模组包括LED光源和LED驱动电源，所述LED驱动电源为所述LED光源供电，设所述LED光源稳定工作时具有第一环境温度T1，其他工作状态时具有第二环境温度T2，T1＞T2；所述LED驱动电源在所述第一环境温度T1下向所述LED光源输出的第一驱动电压为V0'，由V0'获得对应的第一驱动电流为I0'，将所述第一驱动电流I0'设定为所述LED驱动电源的额定输出电流。本发明提高了LED在稳定工作状态时较高环境温度下的输出功率，即可使LED光源在全温度范围内保持输出功率基本不变，这样可以充分发挥LED光源的照明性能并维持稳定的照明效果。

Description

LED照明模组、LED驱动电源的额定输出电流设定方法及车灯
技术领域
本发明涉及一种LED照明模组、LED驱动电源的额定输出电流设定方法、车灯及车辆，属于汽车灯光领域。
背景技术
近年来，LED光源因其发光效率高、发光面积小、能耗低、制造成本低、寿命长等优点成为车灯照明系统的主力军，得到越来越多汽车制造厂和消费者的青睐。
当前，车灯上LED光源采用的是LED恒流驱动电源，该LED恒流驱动电源的额定输出电流是依据低温下LED光源的伏安特性曲线设定的，该伏安特性曲线对应的LED光源的输出功率为LED光源的额定功率，该低温如LED光源初始启动时所处的工作环境温度，而LED光源的伏安特性曲线随着温度的升高会向左移，车灯上LED光源稳定工作时的实际工作环境温度远远高于这一低温，在LED恒流驱动电源的电流恒定的情况下，根据温度升高后左移的LED光源伏安特性曲线，LED恒流驱动电源向LED光源输出的驱动电压(驱动LED光源工作的电压)下降明显，则此时LED光源的输出功率会远远小于低温下LED光源的输出功率即LED光源的额定功率，会严重影响照明效果。
如图1所示，T2是设定或计算LED恒流驱动电源的额定输出电流时的环境温度，一般是LED光源刚开启时的较低温度，在温度T2下LED恒流驱动电源向LED光源输出的驱动电压为V0，根据V0计算出驱动电流为I0，并将I0设定为该LED恒流驱动电源的额定输出电流，该额定输出电流为LED光源在额定环境条件下可以连续工作的电流，正常工作时的电流不应超过该额定输出电流，则此时的额定功率为P0＝I0·V0，随着LED工作时间的增长，LED光源进入稳定工作状态，工作环境温度由T2升高至T1，此时LED恒流驱动电源向LED光源输出的驱动电压由V0减小至V1，但是驱动电流已经达到最大值，即驱动电流不能再提高，仍为I0，从而不可能通过提高驱动电流，同时升高驱动电压的方式来提高LED光源的输出功率，因此，如图2所示，此时LED光源的输出功率是P1＝I0·V1，而V1＜V0，所以LED进入稳定工作状态后的输出功率实际降低了，且降低幅度较大，导致其照明效果大打折扣。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED照明模组、LED驱动电源的额定输出电流设定方法、车灯及车辆，将LED光源进入稳定工作状态后的工作环境温度下的LED驱动电源向LED光源输出的驱动电流设定为LED驱动电源的额定输出电流，从而使LED光源在工作的全温度范围内保持输出功率恒定，有效保证照明效果。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种LED照明模组，包括LED光源和驱动电源，所述驱动电源为所述LED光源供电，设所述LED光源稳定工作时具有第一环境温度T1，其他工作状态时具有第二环境温度T2，T1＞T2；所述LED驱动电源在所述第一环境温度T1下向所述LED光源输出的第一驱动电压为V0'，由所述第一驱动电压V0'获得对应的第一驱动电流为I0'，将所述第一驱动电流I0'设定为所述LED驱动电源的额定输出电流。
进一步地，所述LED光源在所述第一环境温度T1下的输出功率为P0(T1)＝I0'·V0'，所述LED驱动电源在所述第二环境温度T2下向所述LED光源输出的第二驱动电压为V0，由所述第二驱动电压V0获得对应的第二驱动电流为I0，从而所述LED光源在所述第二环境温度T2下的输出功率为P0(T2)＝I0·V0，I0＜I0'，V0＞V0'，且P0(T2)＝P0(T1)。
进一步地，所述第一驱动电流I0'通过所述第一环境温度T1下所述LED光源的伏安特性曲线获得，所述第二驱动电流I0通过所述第二环境温度T2下所述LED光源的伏安特性曲线获得。
进一步地，所述其他工作状态至少包括所述LED光源初始启动时的状态。
本发明第二方面提供一种LED驱动电源的额定输出电流设定方法，将LED光源稳定工作时的温度设为第一环境温度T1，其他工作状态时的温度设为第二环境温度T2，T1＞T2；使LED驱动电源在所述第一环境温度T1下向所述LED光源输出第一驱动电压V0'，由所述第一驱动电压V0'获得对应的第一驱动电流I0'，将所述第一驱动电流I0'设定为所述LED驱动电源的额定输出电流。
进一步地，所述LED光源在所述第一环境温度T1下的输出功率为P0(T1)＝I0'·V0'，所述LED驱动电源在所述第二环境温度T2下向所述LED光源输出的第二驱动电压为V0，由所述第二驱动电压V0获得对应的第二驱动电流为I0，从而所述LED光源在所述第二环境温度T2下的输出功率为P0(T2)＝I0·V0，I0＜I0'，V0＞V0'，且P0(T2)＝P0(T1)。
进一步地，所述第一驱动电流I0'通过所述第一环境温度T1下所述LED光源的伏安特性曲线获得，所述第二驱动电流I0通过所述第二环境温度T2下所述LED光源的伏安特性曲线获得。
进一步地，其特征在于，所述其他工作状态至少包括所述LED光源初始启动时的状态。
本发明第三方面提供一种车灯，包括第一方面任一技术方案所述的LED照明模组，该LED照明模组中的LED驱动电源的额定输出电流由如第二方面任一技术方案所述的LED驱动电源的额定输出电流设定方法予以设定。
本发明第四方面提供一种车辆，包括第三方面任一技术方案所述的车灯。
通过本发明的上述技术方案，将LED光源进入稳定工作状态后的工作环境温度下的LED驱动电源向LED光源输出的驱动电流设定为LED驱动电源的额定输出电流，此时LED驱动电源向LED光源输出的驱动电流最大，这样，当LED光源的工作环境温度降低时，依据降温后的LED光源伏安特性曲线，在LED驱动电源向LED光源输出的驱动电压升高的情况下，驱动电流下降，能使LED光源的输出功率与高温时的输出功率相等。由此可见，通过在稳定工作环境温度下重新设定LED驱动电源的额定输出电流，提高了LED光源在稳定工作状态时较高环境温度下的输出功率，即可使LED光源在全温度范围内保持输出功率基本不变，增大了LED稳定工作时的可用功率，这样可以充分发挥LED光源的照明性能，并维持稳定的照明效果。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1为现有技术中LED驱动电源的额定输出电流设定过程中对应的伏安特性曲线；
图2为现有技术中LED恒流驱动电源工作过程示意图；
图3为本发明LED照明模组/LED驱动电源的额定输出电流设定方法一实施例中对应的伏安特性曲线；
图4为本发明LED照明模组/LED驱动电源的额定输出电流设定方法一实施例中LED驱动电源工作过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
如图3和图4所示，本发明LED照明模组的一个实施例，包括LED光源和LED驱动电源，所述LED驱动电源为所述LED光源供电，设所述LED光源稳定工作时具有第一环境温度T1，其他工作状态时具有第二环境温度T2，T1＞T2；所述LED驱动电源在第一环境温度T1下向所述LED光源输出的第一驱动电压为V0'，通过第一环境温度T1下LED光源的伏安特性曲线上的V0'获得对应的第一驱动电流为I0'，将所述第一驱动电流I0'设定为所述LED驱动电源的额定输出电流，从而所述LED光源在所述第一环境温度T1下的输出功率为P0(T1)＝I0'·V0'；所述LED驱动电源在第二环境温度T2下向所述LED光源输出的第二驱动电压为V0，通过第二环境温度T2下LED光源的伏安特性曲线上的V0获得对应的第二驱动电流为I0，从而所述LED光源在所述第二环境温度T2下的输出功率为P0(T2)＝I0·V0，I0＜I0'，V0＞V0'，且P0(T2)＝P0(T1)。需要说明的是，P0(T2)对应于图4中P1，P0(T1)对应于图4中P0。
以T1为100℃，T2为20℃举例来说，期望的LED光源的额定功率是3.96W，现有技术方案中，以20℃时LED光源的伏安特性曲线作为设定LED驱动电源的额定输出电流的依据，例如，20℃时LED光源的驱动电压是13.2V，对应的驱动电流是0.3A，此电流为驱动电源的额定输出电流，此时，LED光源的输出功率P0(T2)＝13.2*0.3＝3.96W，达到了期望的LED光源的额定功率。随着LED工作时间的延长，其工作环境温度升至100℃，此时LED光源的驱动电压降为12V，驱动电流不可能再升高，仍是0.3A，则LED的输出功率P0(T1)＝12*0.3＝3.6W，P0(T1)<P0(T2)，即随着工作环境温度的升高，LED的输出功率降低了，没有达到期望的LED光源的额定功率，相应地，其光通量及照度也随之降低，对照明效果产生不利影响。
而在本发明的一个实施例中，以100℃时的LED光源的伏安特性曲线作为设定LED驱动电源的额定输出电流的依据，例如，为满足期望的LED光源的额定功率3.96W，100℃时LED光源的驱动电压是12V，对应的驱动电流就是0.33A，将此电流设定为LED驱动电源的额定输出电流，此时，LED光源的输出功率P0(T1)＝12*0.33＝3.96W，达到了期望的LED光源的额定功率。当车灯刚开始启动时，LED光源的工作温度就是环境温度20℃，此时LED的驱动电压升至13.2V，电流下降为0.3A，则LED光源的输出功率P0(T2)＝13.2*0.3＝3.96W，P0(T2)＝P0(T1)，即随着工作环境温度的降低，LED光源的输出功率相对于100℃时维持不变，都能达到期望的LED光源的额定功率，相应地，其光通量及照度也维持不变，可使照明效果维持稳定。需要注意的是，上述不同温度下的驱动电压值是由LED驱动电源根据实时检测到的工作环境温度值而强制输出的，具体地，其控制器中预存有期望的LED光源的额定功率和该额定功率下LED光源的工作环境温度和驱动电压的对应关系表，根据温度传感器实时检测到的工作环境温度，通过查表获得对应的驱动电压值，并由可调电压的LED驱动电源输出该驱动电压，并据此调整驱动电流。
一般来说，第一环境温度T1为LED光源工作全过程中的最高温度，该温度下的LED光源的伏安特性曲线位于图3坐标系的最左端。LED光源在其他工作状态下的第二环境温度T2均小于第一环境温度T1。其他工作状态包括LED光源初始启动时的状态，也包括从初始启动至稳定工作之间任一时刻的过渡状态，其中初始启动状态具有最低的工作环境温度，此状态的温度下，LED光源的伏安特性曲线位于图3坐标系的最右端，过渡状态下的工作环境温度介于上述最高温度和最低温度之间，即过渡状态是工作环境温度从最低温度逐渐升至最高温度的不稳定工作状态，直至到达最高温度，此时LED光源的工作环境温度通过散热措施维持不变，即LED光源工作进入稳定工作状态。在维持功率不变的情况下，最高温度时LED光源的驱动电压降至最小值V0'，驱动电流升至LED驱动电源的额定输出电流I0'。可以假设图3中第二环境温度T2为初始启动状态下的温度，则以T2标示的曲线即为初始启动状态LED光源的伏安特性曲线，此时LED光源的驱动电压升至最大值V0，驱动电流降至最小工作电流I0。根据LED光源的伏安特性曲线随着温度的升高而左移的特点，则任一过渡状态下LED光源的伏安特性曲线介于图3所示两条曲线之间，相应的驱动电压和驱动电流也介于二者之间。
如图3和图4所示，本发明LED驱动电源的额定输出电流设定方法的一个实施例，将LED光源稳定工作时的温度设为第一环境温度T1，其他工作状态时的温度设为第二环境温度T2，T1＞T2；使LED驱动电源在第一环境温度T1下向所述LED光源输出第一驱动电压V0'，通过第一环境温度T1下LED光源的伏安特性曲线上的V0'获得对应的第一驱动电流为I0'，将所述第一驱动电流I0'设定为所述LED驱动电源的额定输出电流，则所述LED光源在所述第一环境温度T1下的输出功率为P0(T1)＝I0'·V0'；所述LED驱动电源在所述第二环境温度T2下向所述LED光源输出的第二驱动电压为V0，通过第二环境温度T2下LED光源的伏安特性曲线上的V0获得对应的第二驱动电流为I0，从而所述LED光源在所述第二环境温度T2下的输出功率为P0(T2)＝I0·V0，I0＜I0'，V0＞V0'，且P0(T2)＝P0(T1)。需要说明的是，P0(T2)对应于图4中P1，P0(T1)对应于图4中P0。
一般来说，第一环境温度T1为LED光源工作全过程中的最高温度，该温度下的LED光源的伏安特性曲线位于图3坐标系的最左端。LED光源在其他工作状态下的第二环境温度T2均小于第一环境温度T1。其他工作状态包括LED光源初始启动时的状态，也包括从初始启动至稳定工作之间任一时刻的过渡状态，其中初始启动状态具有最低的工作环境温度，此状态的温度下，LED光源的伏安特性曲线位于图3坐标系的最右端，过渡状态下的工作环境温度介于上述最高温度和最低温度之间，即过渡状态是工作环境温度从最低温度逐渐升至最高温度的不稳定工作状态，直至到达最高温度，此时LED光源的工作环境温度通过散热措施维持不变，即LED光源工作进入稳定工作状态。在维持功率不变的情况下，最高温度时LED光源的驱动电压降至最小值V0'，驱动电流升至LED驱动电源的额定输出电流I0'。可以假设图3中温度T2为初始启动状态下的温度，则以T2标示的曲线即为初始启动状态LED光源的伏安特性曲线，此时LED的驱动电压升至最大值V0，驱动电流降至最小工作电流I0。根据LED光源的伏安特性曲线随着温度的升高而左移的特点，则任一过渡状态下LED光源的伏安特性曲线介于图3所示两条曲线之间，相应的驱动电压和驱动电流也介于二者之间。
本发明车灯的实施例中，可以包括上述本发明LED照明模组的任一实施例所提供的LED照明模组，该LED照明模组中的LED驱动电源的额定输出电流由如上述本发明LED驱动电源的额定输出电流设定方法的任一实施例所提供的方法予以设定，且具有上述任一实施例所具有的技术效果或优点，此处不再赘述。
本发明车辆的实施例中，可以包括上述本发明车灯的任一实施例所提供的车灯，且具有上述任一实施例所具有的技术效果或优点，此处不再赘述。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种LED照明模组，包括LED光源和LED驱动电源，所述LED驱动电源为所述LED光源供电，其特征在于，设所述LED光源稳定工作时具有第一环境温度T1，其他工作状态时具有第二环境温度T2，T1＞T2；所述LED驱动电源在所述第一环境温度T1下向所述LED光源输出的第一驱动电压为V0'，由所述第一驱动电压V0'获得对应的第一驱动电流为I0'，将所述第一驱动电流I0'设定为所述LED驱动电源的额定输出电流。
2.根据权利要求1所述的LED照明模组，其特征在于，所述LED光源在所述第一环境温度T1下的输出功率为P0(T1)＝I0'·V0'，所述LED驱动电源在所述第二环境温度T2下向所述LED光源输出的第二驱动电压为V0，由所述第二驱动电压V0获得对应的第二驱动电流为I0，从而所述LED光源在所述第二环境温度T2下的输出功率为P0(T2)＝I0·V0，I0＜I0'，V0＞V0'，且P0(T2)＝P0(T1)。
3.根据权利要求2所述的LED照明模组，其特征在于，所述第一驱动电流I0'通过所述第一环境温度T1下所述LED光源的伏安特性曲线获得，所述第二驱动电流I0通过所述第二环境温度T2下所述LED光源的伏安特性曲线获得。
4.根据权利要求1-3任一项所述的LED照明模组，其特征在于，所述其他工作状态至少包括所述LED光源初始启动时的状态。
5.一种LED驱动电源的额定输出电流设定方法，其特征在于，将LED光源稳定工作时的温度设为第一环境温度T1，其他工作状态时的温度设为第二环境温度T2，T1＞T2；使LED驱动电源在所述第一环境温度T1下向所述LED光源输出第一驱动电压V0'，由所述第一驱动电压V0'获得对应的第一驱动电流I0'，将所述第一驱动电流I0'设定为所述LED驱动电源的额定输出电流。
6.根据权利要求5所述的LED驱动电源的额定输出电流设定方法，其特征在于，所述LED光源在所述第一环境温度T1下的输出功率为P0(T1)＝I0'·V0'，所述LED驱动电源在所述第二环境温度T2下向所述LED光源输出的第二驱动电压为V0，由所述第二驱动电压V0获得对应的第二驱动电流为I0，从而所述LED光源在所述第二环境温度T2下的输出功率为P0(T2)＝I0·V0，I0＜I0'，V0＞V0'，且P0(T2)＝P0(T1)。
7.根据权利要求6所述的LED驱动电源的额定输出电流设定方法，其特征在于，所述第一驱动电流I0'通过所述第一环境温度T1下所述LED光源的伏安特性曲线获得，所述第二驱动电流I0通过所述第二环境温度T2下所述LED光源的伏安特性曲线获得。
8.根据权利要求5-7任一项所述的LED驱动电源的额定输出电流设定方法，其特征在于，所述其他工作状态至少包括所述LED光源初始启动时的状态。
9.一种车灯，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的LED照明模组，该LED照明模组中的LED驱动电源的额定输出电流由如权利要求5-8中任一项所述的LED驱动电源的额定输出电流设定方法予以设定。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的车灯。
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