CN202907288U - 一种亮度可调温控led照明电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种亮度可调温控LED照明电路，其特征在于：包括亮度检测电路、温度检测电路、亮度设定电路、PI控制电路、PWM产生电路和功率驱动电路，所述亮度检测电路的输出端与PID控制电路的输入端连接，所述亮度设定电路的输出端与温度检测电路的输入端连接，所述温度检测电路的输出端与PI控制电路的输入端连接，所述PI控制电路的输出端与PWM产生电路输入端连接，所述PWM产生电路与功率驱动电路连接，所述功率驱动电路分别连接外部电流源和串联LED灯组。与现有技术相比的有益效果是：该电路能够尽可能减小环境温度和LED灯具温度变化对流过LED灯具工作电流的影响，在保证LED灯具发光亮度满足用户需求的情况下，提高了LED灯具发光亮度的调节精度。
Description
技术领域
本实用新型属于应用电子技术领域，具体是一种适用于温度变化范围较大应用场合中的LED灯具发光亮度控制的具有温度补偿功能的亮度可调温控LED照明电路。
背景技术
LED灯具是基于发光二极管原理构成的新型照明器件，在额定功率一定的情况下，其发光亮度取决于工作电流，工作电流越大，LED灯具越亮。受半导体材料和加工工艺两方面影响，构成LED灯具的半导体PN结存在大小不等的结电阻，当有电流流过LED灯具时，结电阻发热将导致灯具温度升高，当结电阻保持恒定时，工作电流越大，灯具温度越高。为避免LED灯具因温度过高影响使用寿命，应尽量减小流过LED灯具的工作电流，然而，工作电流的减小必然降低LED灯具的发光亮度，影响用户的使用感受。
根据半导体材料特性可知，受分子热运动影响，PN结的结电阻会随着环境温度和自身温度的变化而变化，温度越高，结电阻越小。这就意味着：为了保证LED灯具的使用安全且维持用户所需的发光亮度不变，在环境温度不变的情况下，可根据LED灯具温度变化来调节流过灯具的工作电流；然而，由于实际生活中的环境温度总是在变化的，因此，应根据环境温度和LED灯具温度二者的变化来调节流过灯具的工作电流。
然而，在现有的LED灯具控制电路或驱动电路中，多数仅考虑了灯具温度或环境温度单一因素对LED灯具的影响，很少有同时考虑环境温度和LED灯具温度影响的控制电路；即使在那些考虑单一温度因素对LED灯具影响的电路中，也仅能实现LED灯具工作电流的分档调节，不能实现工作电流的连续可调，而分档调节将造成发光亮度的明显变化，不能满足那些对发光亮度变化敏感的应用场合的需要。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种亮度可调温控LED照明电路，该装置可在保证用户所需发光亮度不变的前提下，根据环境温度和灯具温度的变化自动调节流过LED灯具的工作电流，尽可能减小环境温度、灯具温度、工作电流等因素对灯具使用寿命、发光亮度的影响。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术解决方案：
一种亮度可调温控LED照明电路，其特征在于：包括亮度检测电路、温度检测电路、亮度设定电路、PI控制电路、PWM产生电路和功率驱动电路，所述亮度检测电路的输出端与PID控制电路的输入端连接，所述亮度设定电路的输出端与温度检测电路的输入端连接，所述温度检测电路的输出端与PI控制电路的输入端连接，所述PI控制电路的输出端与PWM产生电路输入端连接，所述PWM产生电路与功率驱动电路连接，所述功率驱动电路分别连接外部电流源和串联LED灯组。
所述亮度设定电路由三端可调电阻RP构成，通过调节三端可调电阻RP上的旋钮改变LED灯具发光亮度设定值。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
一种亮度可调温控LED照明电路，通过亮度检测电路检测LED灯具发光亮度，通过亮度设定电路接受用户输入的亮度设定值，通过温度检测电路检测环境温度和LED灯具温度，在保证用户设定的发光亮度不变的前提下，可根据环境温度和灯具温度的变化，通过PI控制器产生控制指令，并通过PWM产生电路将控制指令转化为PWM脉冲信号，利用PWM脉冲信号控制功率放大电路，从而实现LED灯具的工作电流的自动控制。该电路能够尽可能减小环境温度和LED灯具温度变化对流过LED灯具工作电流的影响，在保证LED灯具发光亮度满足用户需求的情况下，提高了LED灯具发光亮度的调节精度，增强了LED灯具的环境适应性，延长了LED灯具使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
本实施例中，参照图1所示，一种亮度可调温控LED照明电路，包括亮度检测电路、温度检测电路、亮度设定电路、PI控制电路、PWM产生电路和功率驱动电路，使用9-15V直流电源供电。所述亮度检测电路的输出端与PID控制电路的输入端连接，所述亮度设定电路的输出端与温度检测电路的输入端连接，所述温度检测电路的输出端与PI控制电路的输入端连接，所述PI控制电路的输出端与PWM产生电路输入端连接，所述PWM产生电路与功率驱动电路连接，所述功率驱动电路分别连接外部0-2A电流源和串联LED灯组。
参照图2所示的实施例，本实施例中使用的主要元器件及其在电路中的主要功能是：
光敏电阻RL、分压电阻R1和保持电容C1构成亮度检测电路，其中光敏电阻RL是阻值为10KΩ的亮电阻。
热敏电阻RT、限流电阻R2、稳压二极管DZ、保持电容C2构成温度检测电路，其中热敏电阻RL是阻值为10KΩ的负温度系数热敏电阻，稳压二极管DZ的稳压值为6V，精度1%。
三端可调电阻RP构成亮度设定电路，三端可调电阻RP的最大阻值为100KΩ，通过调节三端可调电阻RP上的旋钮改变LED灯具发光亮度设定值。
集成运算放大器U1、比例输入正极偏置电阻R3、比例输入负极偏置电阻R4、比例反馈电阻R7、积分输入正极偏置电阻R5、积分输入负极偏置电阻R6、积分反馈电阻R8、积分电容C3构成PI控制电路；集成运算放大器U1使用LM324，内部包含2个独立的运算放大器U1A和U1B，运算放大器U1A、比例输入正极偏置电阻R3、比例输入负极偏置电阻R4和比例反馈电阻R7组成差分比例运算电路，运算放大器U1B、积分输入正极偏置电阻R5、积分输入负极偏置电阻R6、积分反馈电阻R8、积分电容C3组成积分运算电路。
集成运算放大器U2、比较负极偏置电阻R9、比较正极偏置电阻R10、三角波反馈电阻R11、充电电容C4、反馈分压电阻R12、接地电阻R13构成PWM产生电路；其中，集成运算放大器U2使用LM324，内部包含2个独立的运算放大器U2A和U2B，运算放大器U2A、比较负极偏置电阻R9、比较正极偏置电阻R10组成电压比较器，运算放大器U2B、三角波反馈电阻R11、充电电容C4、反馈分压电阻R12、接地电阻R13组成三角波发生器。
功率管V、保护二极管D和输入电阻R14构成功率放大电路，功率管V使用TIP122，也可使用其它功率三极管，保护二极管D使用1N4148。
本实施例提供四个连接端与外部电路连接，分别是9-15V直流电源正极和9-15V直流电源负极，用于连接外部9-15V直流电源，0-2A电流源输入端用于连接外部恒流源，LED正极驱动端用于连接串联LED灯具的正极。
以上附图1、附图2所示的一种亮度可调温控LED照明电路是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，对其进行形状、大小、规格、材质和色彩等方面的修改，还可根据实际需要选择其他等同的芯片，在此不一一赘述。
Claims (2)
1.一种亮度可调温控LED照明电路，其特征在于：包括亮度检测电路、温度检测电路、亮度设定电路、PI控制电路、PWM产生电路和功率驱动电路，所述亮度检测电路的输出端与PID控制电路的输入端连接，所述亮度设定电路的输出端与温度检测电路的输入端连接，所述温度检测电路的输出端与PI控制电路的输入端连接，所述PI控制电路的输出端与PWM产生电路输入端连接，所述PWM产生电路与功率驱动电路连接，所述功率驱动电路分别连接外部电流源和串联LED灯组。
2.如权利要求1所述的一种亮度可调温控LED照明电路，其特征在于：所述亮度设定电路由三端可调电阻RP构成，通过调节三端可调电阻RP上的旋钮改变LED灯具发光亮度设定值。
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