[发明专利]一种基于PWM的LED温度控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED照明设备的温度控制技术领域，具体涉及一种基于PWM的LED温度控制方法及系统。

背景技术

LED因寿命长、效率高、节能等优势，在照明领域中的应用越来越广泛。但LED的寿命与光效率和工作温度有密切关系，温度超过一定值后，其光效率和寿命会迅速下降。由于光效率的下降，LED的亮度下降，更多的功耗会转化成热能而耗散掉；如果是可调亮度的LED，此时为了增加亮度而增加电流，会进一步增加其发热量，不仅起不到增加亮度的目的，反而会加速LED的老化。

目前，LED电路中的控制温度方法，一般是通过增加散热器进行散热，被动地降低LED的工作温度，由于工艺安装等问题，对不同批次的LED很难保证其散热的效果相同，甚至于同一个LED照明设备中，由于每个LED的的位置等因素，其散热效果也不一定相同；或者通过调节LED亮度改变发热量，而这种方式很难被使用者接受。

在“一种提高LED灯的功率方法及系统”(申请号201010154632.5，公开日2010年9月22日，公开号CN101841956A)的专利文件中提出了通过散热器和温度检测及控制相结合，在保证LED温度不超上限的情况下，尽量加大瞬间电流，从而尽量提高LED的功率。该种方法和设备也存在温度难以准确测量和控制的问题。同时，该方法需要的硬件设备的构成也较复杂，成本相应较高。

发明内容

为了解决上述技术中的不足，本发明提供一种可以使LED在合适的温度范围内工作、充分发挥其光效率并能实现LED亮度与光效率、温度达到最佳平衡的基于PWM的LED温度控制方法及系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于PWM的LED温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、亮度检测回路检测光敏电阻或光敏半导体元件的电压U1并将电压U1输出到AD转换器再由AD转换器输出到控制器，然后由控制器根据电压U1计算出LED的亮度；或者直接将电压U1输出到内置有AD转换器的控制器，再由控制器根据电压U1计算出LED的亮度；

b、控制器根据当前控制电路中PWM占空比d1计算出LED的当前总功耗W1，控制器将当前总功耗W1进行功耗查表，找出在当前总功耗W1时LED应该达到的光效率η1；

c、控制器根据步骤a计算出的LED的亮度和步骤b计算出的LED的当前总功耗W1计算出当前系统中LED的光效率η2；

d、比较η1与η2，如果η2＜η1，则控制器根据η2对控制器中的温度-光效率曲线数据表进行查询，找到光效率与η2相等的一组曲线，同时在这组曲线中筛选出总功耗比当前总功耗W1低的点；如果η2＝η1，则控制器不做任何调整，延时一段时间重新检测；

e、如果找到步骤d中所述的点，控制器根据这个点的总功耗W2计算出PWM占空比d2，并根据占空比d2调整控制LED的PWM输出信号，并将PWM输出信号输出到驱动电路；如果没有找到步骤d中所述的点，则控制器不做任何调整，延时一段时间重新检测。

所述温度-光效率曲线是与LED本身特性相关的一组曲线，该曲线中包括参数光效率、总功耗、温度、电压、电流。

一种基于PWM的LED温度控制系统，包括至少一个驱动回路，其特征在于：还包括控制电路，所述控制电路包括至少一个亮度检测回路和一个控制器，所述亮度检测回路与控制器连接，所述控制器与驱动回路连接。

所述控制电路还包括一个AD转换器，所述AD转换器独立设置在控制电路中，一端与亮度检测回路连接，另一端与控制器连接；或者所述AD转换器是直接集成在控制器中。

所述亮度检测回路为一个桥式分压电路，至少包括一个光敏电阻或一个光敏半导体元件，所述光敏电阻或光敏半导体元件所在的分压电路与控制器连接。

所述桥式分压电路为由光敏电阻或光敏半导体元件与三个电阻组成的四臂电桥。

所述控制器为单片机。

所述控制器上设有至少一个电压检测端和至少一个PWM信号输出端。

综上所述，本发明所提供的基于PWM的LED温度控制方法及系统可以使LED在合适的温度范围内工作、充分发挥其光效率，并能实现LED亮度与光效率、温度达到最佳平衡。本发明的LED温度控制系统结构简单，成本低廉。

附图说明

图1为本发明实施例中的控制电路图；

图2为本发明控制方法的流程图。

其中，1、光敏电阻；2、电阻；3、内置有AD转换器的控制器；4、开关管；5、LED。

具体实施方式