[发明专利]一种LED照明灯温度补偿式调光电路及其调光方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED照明灯温度补偿式调光电路及其调光方法。

背景技术

为使LED照明灯的亮度能根据不同环境亮度做出相应的变化，以达到节能目的，LED驱动器必须具有调光功能。LED照明灯主要有4种调光方式：模拟调光、脉宽调制（PWM）调光、数字调光和双向晶闸管（TRIAC）调光。其中，模拟调光是利用直流电压信号使LED驱动器的输出电流连续地变化，从而实现对LED的线性调光；PWM调光是利用脉宽调制信号来调节LED的平均电流；数字调光是通过微控制器（MCU）和接口电路给LED驱动器发出数字信号来调节LED照明灯的亮度；TRIAC调光是通过控制TRIAC的导通角，对输入交流正弦波电压进行斩波，以降低输出电压的平均值，再通过LED驱动器控制LED灯的电流，从而实现调光目的。

但目前生产的具有调光功能的LED照明灯局限于单纯的“调光”，未考虑温度补偿问题，更没有将二者有机地联系起来，构成带温度补偿的调光电路。因为尽管大功率LED照明灯的理论寿命可达几万小时，但实际寿命可能只有几千小时。其主要原因是未采用温度补偿技术而导致LED照明灯过热损坏。大功率LED照明灯一般采用恒流驱动器，其输出电流不随输入电压、负载及环境温度的改变而变化。但是当LED所处环境温度高于安全工作点温度时，LED的正向电流就会超出安全区，使LED的寿命大为降低甚至损坏。这正是恒流驱动器的不足之处，因为维持输出电流不变只会促使LED的温度进一步升高。解决方法是利用温度补偿电路来不断减小LED的正向电流值，避免LED因温度过高而损坏。因此，对大功率LED驱动器的输出电流进行温度补偿，是大大延长大功率LED照明灯使用寿命的有效措施。

大功率LED温度补偿的基本原理是：一旦出现异常情况使LED温度过高时，LED驱动器能根据热敏电阻检测到的温度，自动降低输出电流值，确保LED工作在安全区域之内，这就从根本上解决了LED过热损坏或使用寿命降低的难题，从而大大提高了LED灯具的可靠性与安全性；当温度降低到安全区域时，LED驱动器的输出电流能自动回升到正常值。这种带温度补偿功能的LED驱动器代表了高端LED驱动器的发展方向，具有重要的实用价值。

中国专利号200920222330.X，公开了一种LED灯温度补偿电路，它通过温度传感器来获取LED灯周围的实时温度, 并利用温度补偿驱动模块根据温度传感器发送来的实时温度数据对LED灯的驱动电流进行实时的控制,使LED灯工作在有效工作区内。其缺陷及与本专利的区别有以下几点：

（1）该专利仅提到单纯的温度补偿，未涉及调光问题；而本专利的核心技术则是“基于温度补偿的LED照明灯调光电路”，将LED照明灯的“调光”与“温度补偿”有机地联系起来，作为一个整体而提出的新颖设计思想和解决方案。

（2）该专利无法与目前国内外大量生产并广泛应用的可调光LED驱动芯片兼容，必须设计和定制能够符合该发明的专用LED驱动芯片（即集成电路IC），这就给其实际应用带来严格限制，并会显著增加LED灯具的成本；而本专利所述基于温度补偿的LED照明灯调光电路，仅需增加少量外围元件构成通用化的模块，即可直接配大多数可调光LED驱动芯片，具有经济实用、易于大量推广应用等显著优点。

（3）本专利提出了带温度补偿的线性、非线性两种调光方案，这是“LED灯温度补偿电路”专利中未包含的内容。

（4）本专利对负温度系数热敏电阻（简称NTCR）测温传感器的线性化方案做了深入的理论分析，从而为实现LED驱动器的线性温度补偿提供了可靠的依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种LED照明灯温度补偿式调光电路及其调光方法。一旦出现异常情况使LED温度过高时，LED驱动器能根据热敏电阻检测到的温度，自动降低输出电流值，确保LED工作在安全区域之内；当温度降低到安全区域时，LED驱动器的输出电流能自动回升到正常值。