CN201852648U - 一种led温度检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED温度检测电路，包括设置LED的LED照明灯板，还包括微处理器，以及设置在LED照明灯板上的测温单元，测温单元的输出端连接至所述微处理器。本实用新型LED温度检测电路可以自动检测LED的工作温度，以便于根据检测的温度值采取措施来自动调整工作温度，使得LED始终工作在允许的温度范围内，提高LED的使用寿命。

Description

一种LED温度检测电路

技术领 域

[0001] 本实用新型涉及LED应用技术领域，具体地说，是涉及一种自动检测LED工作温度 的LED温度检测电路。

背景技术

[0002] LED以其寿命长、效率高、耗能低的优势，在照明领域作为光源的应用越来越广泛。 但LED使用寿命与其工作温度有直接关系，当温度超过一定值后，其寿命会迅速下降，故障 率会大大增加。

[0003] 在现有应用中，为保证LED使用寿命，一般都是通过增加散热器的方式来提高散 热，降低LED的工作温度。但使用散热器也并不能保证LED始终工作在其允许的温度范围 内，主要原因是由于照明设备应用环境差异很大，很难保证每个照明设备都很可靠地接触 散热器，且同一个照明设备中的多个LED距离散热器的位置也不尽相同，难以保证每个LED 都能正常工作。而且，使用散热器只能起到盲目散热的作用，并不能知晓目前LED的实际工 作温度，因而也就无从采取自动调整LED的温度的措施。而由于不能自动调整LED的温度， 如果散热器出现故障，LED工作环境将进一步恶化。因而，在目前LED实际应用中，往往出 现LED照明设备故障率高的情况。在这些高故障率中，很大一部分的LED损坏是由于散热 问题导致的。

实用新型内容

[0004] 本实用新型针对现有LED散热存在的上述问题，提供了一种LED温度检测电路，用 于自动检测LED的工作温度，以便于根据检测的温度值采取措施来自动调整工作温度，使 得LED始终工作在允许的温度范围内，提高LED的使用寿命。

[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

[0006] 一种LED温度检测电路，包括设置LED的LED照明灯板，还包括微处理器，以及设 置在LED照明灯板上的测温单元，测温单元的输出端连接至所述微处理器。

[0007] 如上所述的LED温度检测电路，测温单元可以采用下述三种结构形式：

[0008] 其一，测温单元包括一个分压网络及为分压网络供电的电源，分压网络中包括有 至少一个热敏电阻，所有热敏电阻的总分压值作为测温单元的输出经输出端传输至所述微 处理器。

[0009] 其二，测温单元包括至少两个分压网络及为每个分压网络供电的电源，每个分压 网络中包括有至少一个热敏电阻，每个分压网络中的所有热敏电阻的总分压值作为测温单 元的一个输出分别经输出端传输至所述微处理器。

[0010] 其三，测温单元包括至少两个分压网络及为每个分压网络供电的电源，每个分压 网络中包括有一个热敏电阻，每个分压网络中的热敏电阻的分压值作为测温单元的一个输 出分别经输出端传输至所述微处理器。

[0011] 如上所述的LED温度检测电路，为保护微处理器免受大信号冲击，同时保证信号采集的准确性，测温单元的输出端通过限流电阻一方面连接至所述微处理器，另一方面经 滤波电容接地。

[0012] 如上所述的LED温度检测电路，所述微处理器可以直接选用LED驱动器中的微处 理器来实现。

[0013] 与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过在LED照明 灯板上设置测温单元，利用测温单元实时测量照明灯板的温度，进而可以推知LED本身的 工作温度，实现LED的温度检测；而且，在检测出LED温度后，为后续根据所测得的温度随时 调整LED的亮度来改变其产生的热量、实现自动调整LED工作温度提供了依据，使得LED始 终工作在合适的温度范围内、确保LED工作稳定性和使用寿命成为可能。

[0014] 结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变 得更加清楚。

附图说明

[0015] 图1是本实用新型LED温度检测电路第一个实施例的照明灯板设计结构图；

[0016] 图2是图1实施例的LED温度检测电路原理图；

[0017] 图3是本实用新型LED温度检测电路第二个实施例的电路原理图；

[0018] 图4是本实用新型LED温度检测电路第三个实施例的电路原理图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述。

[0020] 本实用新型从提高LED使用寿命出发，考虑到影响LED使用寿命的一个关键因素 是LED的工作温度、而现有技术采用散热器的方式降低LED工作温度的方法并不能保证LED 始终工作在允许的温度范围内的问题，提出了一种LED温度检测电路，具体来说通过在LED 照明灯板上设置测温单元，将测温单元的检测结果输出至微处理器中进行处理，从而获知 LED的实时工作温度，为后续采取相应的温度控制措施提供依据。

[0021] 请参见图1和图2示出的本实用新型LED温度检测电路的第一个实施例，其中，图 1为该实施例的照明灯板设计结构图，图2为该实施例的LED温度检测电路原理图。

[0022] 如图1所示，该实施例在LED照明灯板上设置有Dl〜Dn共η个LED灯，同时，为实 现对LED工作温度的实时检测，在LED照明灯板的合适位置上还设置了 i个热敏电阻RTl〜 RTi作为温度传感器，这个合适位置可通过实验来确定。i个热敏电阻串联连接在一起，通 过接线端子CNl的3脚及4脚与外围电路相连接。

[0023] 利用热敏电阻RTl〜RTi作为温度传感器，可以检测出照明灯板的温度，根据照明 灯板温度与LED工作温度之间的关系可以获知LED的实际工作温度，实现对LED工作温度 的检测。

[0024] 具体检测电路如图2所示。该实施例的LED温度检测电路除包括设置在照明灯板 上、相互串联连接的热敏电阻RTl〜RTi之外，还包括与i个热敏电阻串联、共同构成分压 网络的分压电阻R1，以及为该分压网络供电的电源VCC及GND。分压电阻Rl与热敏电阻 RTl间的节点作为测温单元的输出端，直接或通过限流电阻R2及滤波电容Cl连接到微处理 器Ul的ADC检测口 ADCl。[0025] 上述检测电路的基本工作原理如下：

[0026] 首先，微处理器Ul利用其ADCl引脚检测串联的i个热敏电阻RTl〜RTi两端的总分压电压值，并根据所选用的热敏电阻的温度-电阻对应表计算出该电压值对应的温度 值，而该温度值就是热敏电阻所在LED灯板的平均温度。

[0027] 然后，根据照明灯板温度与LED本身工作温度的关系确定LED的工作温度，实现对 LED温度的实时检测。LED的工作温度与其所在照明灯板的温度之间的关系与照明灯板的 面积、LED类型、散热器结构及热敏电阻设置位置等因素有关，一旦这些因素确定，两者间的 关系就可确定，而且，这个关系可以通过实验预先确定。

[0028] 在检测出LED的工作温度后，就可以采用一定的控制措施实现对该温度的控制。 例如，可以将LED的实际工作温度与允许的最高温度值进行比较，若检测到的LED时间工作 温度大于允许的最高温度，则调整用于驱动LED的PWM信号的占空比来调整LED驱动器输 出的驱动电流，以适当降低LED亮度的方法来降低LED的工作温度。而在检测到的LED的 实际工作温度低于允许的最高温度一定值后，为保证照明效果，可以在合适的范围内调整 用于驱动LED的PWM信号的占空比来调整LED驱动器输出的驱动电流，以适当提高LED亮 度，从而可以在照明亮度与工作温度之间达到一个最终的平衡，实现LED温度的自动控制。

[0029] 该实施例的LED温度检测电路采用多个热敏电阻串联的电路形式来检测照明灯 板的温度，电路结构简单，对系统资源要求较低，只需要微处理器的一个ADC检测口即可， 检测过程简便，但缺点是只能获得照明灯板的一个平均温度，适用于系统资源有限、对检测 精度要求不是太苛刻的场合。

[0030] 图3示出了本实用新型LED温度检测电路第二个实施例的电路原理图。

[0031] 该实施例的温度检测电路与第一个实施例的区别在于，该第二个实施例在照明灯 板上设置热敏电阻时，采用的每个热敏电阻独立设置、独立检测电压值的电路结构形式。

[0032] 具体来说，如图3所示，该实施例在照明灯板上设置了三个热敏电阻RT11、RT21和 RT31，这三个热敏电阻在电路上无连接关系，分别作为三个分压网络中的部分而设置。具体 如下：

[0033] RTll和分压电阻Rll构成一个分压网络，并与为之供电的VCC和GND构成一路测 温单元支路。热敏电阻RTll与分压电阻Rll间的节点作为该路测温单元的输出端，直接或 通过限流电阻R12及滤波电容Cl 1连接到微处理器Ul的一个ADC检测口 ADCl，从而将RTl 1 的分压值作为检测电压信号传输至微处理器Ul。

[0034] RT21和分压电阻R21构成一个分压网络，并与为之供电的VCC和GND构成一路测 温单元支路。热敏电阻RT21与分压电阻R21间的节点作为该路测温单元的输出，直接或通 过限流电阻R22及滤波电容C21连接到微处理器Ul的一个ADC检测口 ADC2，从而将RT21 的分压值作为检测电压信号传输至微处理器Ul。

[0035] RT31和分压电阻R31构成一个分压网络，并与为之供电的VCC和GND构成一路测 温单元支路。热敏电阻RT31与分压电阻R31间的节点作为该路测温单元的输出，直接或通 过限流电阻R32及滤波电容C31连接到微处理器Ul的一个ADC检测口 ADC3，从而将RT31 的分压值作为检测电压信号传输至微处理器Ul。

[0036] 该电路的温度检测基本原理及作用与第一个实施例类似，可参考第一个实施例的 上述描述。在该第二个实施例中，由于微处理器Ul分别检测三个独立设置的热敏电阻的电压值，从而可以获得热敏电阻所在位置处的照明灯板的温度，而不是整个照明灯板的平均 温度。因此，应用该实施例的电路结构可以精确获得某个具体位置处的LED的实际工作温 度，检测精度较高。但该电路的缺点是，电路结构复杂，对系统资源要求较高，需要多个ADC 检测端口采集电压数据，且数据较多、处理复杂。

[0037] 图4示出了本实用新型LED温度检测电路第三个实施例的电路原理图。

[0038] 如图4所示，该第三个实施例是将第一个实施例的电路结构与第二个实施例的电 路结构相结合，可充分利用这两种电路的优势，实现LED温度检测。

[0039] 具体来说，该实施例整个电路框架与图3所示的第二个实施例类似，不同之处在 于，在每一支路测温单元的分压网络中，热敏电阻不再是一个，而是两个热敏电阻串联在一 起。例如：热敏电阻RTll与RT12串联，与分压电阻Rll构成第一个测温单元支路的分压网 络；热敏电阻RT21与RT22串联，与分压电阻R21构成第二个测温单元支路的分压网络；热 敏电阻RT31与RT32串联，与分压电阻R31构成第三个测温单元支路的分压网络。当然，并 不局限于两个热敏电阻串联，也可以是多于两个的相互串联。

[0040] 该电路结构的工作原理及作用可参考第一个实施例的描述。

[0041] 利用上述结构的检测电路检测LED温度时，一方面，三路测温单元支路可以测量 三个不同位置的具体温度；另一方面，每一支路测量的又是局部小范围内的平均温度。如此 一来，可以利用较少的微处理器接口资源测量得到更精确的LED温度，可以兼顾系统资源 和测量精度，适用范围更广。

[0042] 在上述几个实施例中的LED温度检测电路，微处理器Ul可以直接选用LED驱动器 中的微处理器来实现，以简化系统电路结构，降低成本。当然，也可以额外增设微处理器来 实现，对此不 做具体限定。

[0043] 以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前 述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对 前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些 修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和 范围。

Claims (6)

1. 一种LED温度检测电路，包括设置LED的LED照明灯板，其特征在于，还包括微处理 器，以及设置在LED照明灯板上的测温单元，测温单元的输出端连接至所述微处理器。

2.根据权利要求1所述的LED温度检测电路，其特征在于，所述测温单元包括一个分压 网络及为分压网络供电的电源，分压网络中包括有至少一个热敏电阻，所有热敏电阻的总 分压值作为测温单元的输出经输出端传输至所述微处理器。

3.根据权利要求1所述的LED温度检测电路，其特征在于，所述测温单元包括至少两个 分压网络及为每个分压网络供电的电源，每个分压网络中包括有至少一个热敏电阻，每个 分压网络中的所有热敏电阻的总分压值作为测温单元的一个输出分别经输出端传输至所 述微处理器。

4.根据权利要求3所述的LED温度检测电路，其特征在于，所述测温单元包括至少两个 分压网络及为每个分压网络供电的电源，每个分压网络中包括有一个热敏电阻，每个分压 网络中的热敏电阻的分压值作为测温单元的一个输出分别经输出端传输至所述微处理器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的LED温度检测电路，其特征在于，所述测温单元 的输出端通过限流电阻一方面连接至所述微处理器，另一方面经滤波电容接地。

6.根据权利要求5所述的LED温度检测电路，其特征在于，所述微处理器为LED驱动器 中的微处理器。