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大功率LED的溫度補償原理

作者: 時間:2011-07-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引言

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/161863.htm

  當(dāng)所處環(huán)境高于安全工作點時,的正向電流就會超出安全區(qū),使的壽命大為降低甚至損壞。解決方法是利用電路來不斷減小LED的正向電流值,避免LED因溫度過高而損壞。

  1 LED溫度方案

  如何最有效地保護高溫條件下工作的LED,是急需解決的一個技術(shù)問題,這對延長LED的使用壽命至關(guān)重要。解決大功率LED的過熱問題,主要有以下4種設(shè)計方案:

  方案之一:通過合適的散熱器將LED芯片產(chǎn)生的熱量及時散發(fā)掉,使芯片的結(jié)溫降低。但該方案是在設(shè)計LED燈具時預(yù)先采取的一種解決辦法,并且必須給散熱能力留出足夠余量,在實際工作中很難保證達到既理想、又經(jīng)濟的效果。

  方案之二:利用LED驅(qū)動芯片內(nèi)部的過熱保護電路關(guān)斷LED驅(qū)動器的輸出,迫使LED熄滅,達到降溫目的。該方案只是在極端情況下LED驅(qū)動芯片被迫采取的過熱保護措施,無法保證LED長期穩(wěn)定的工作。

  方案之三:采用恒壓/恒流式(CV/CC)LED驅(qū)動器,其特點是當(dāng)輸出電流達到規(guī)定值時通過電流控制環(huán)使維持恒定。此方案屬于被動的間接式過熱保護措施,因為恒壓/恒流控制電路是通過檢測輸出電流來啟動電流環(huán)的,與LED所處的環(huán)境溫度并沒有直接關(guān)系,所以不能根據(jù)LED的溫度來實時地調(diào)節(jié)輸出電流的大小。

  方案之四:專門設(shè)計一個LED照明用溫度測控系統(tǒng)。但因成本過高,難以在LED照明領(lǐng)域大量推廣應(yīng)用。

  分析可知,給LED驅(qū)動器增加溫度功能是一種簡便易行的解決方案。溫度補償?shù)幕?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/原理">原理是一旦出現(xiàn)異常情況使LED溫度過高時,LED驅(qū)動器能根據(jù)熱敏電阻器檢測到的溫度,自動降低輸出電流值,確保LED工作在安全區(qū)域之內(nèi),這就從根本上解決了LED過熱損壞或使用壽命降低的難題,從而大大提高了LED燈具的可靠性與安全性;當(dāng)溫度降低到安全區(qū)域時,LED-~g動器的輸出電流能自動回升到正常值。顯然,這種帶溫度補償功能的LED驅(qū)動器芯片屬于具有自動實時控制的“智能化”芯片,它不僅代表了高端LED驅(qū)動器的發(fā)展方向,而且具有重要的實用價值。

  2 大功率LED的溫度補償基本

  最近問世的帶溫度補償LED驅(qū)動器可圓滿解決上述技術(shù)難題。其工作特點是當(dāng)LED所處境溫度低于安全工作點溫度時,LED驅(qū)動器工作在恒流區(qū);一旦超過安全工作點溫度,就立即進入溫度補償區(qū),此時LED驅(qū)動器不僅能根據(jù)溫升自動調(diào)低輸出電流,還可通過電阻預(yù)先設(shè)定好安全工作點溫度和曲線的斜率。這種帶溫度補償?shù)拇蠊β蔐ED~g動器輸出電流與LED所處環(huán)境溫度的關(guān)系曲線如圖1所示。這也是高端LED~g動器的一個顯著特點。美國矽恩(si—EN)微電子有限公司于2009年在世界上率先推出帶溫度補償?shù)腖ED驅(qū)動器SN3352,其同類產(chǎn)品還有交/直流兩用的帶溫度補償可調(diào)光式HB-LED驅(qū)動控制器SN3910(需配外部功率開關(guān)管MOSFET),為實現(xiàn)大功率LED的溫度補償提供了便利條件。

  與LED所處環(huán)境溫度的關(guān)系曲線隨著LED正向電流的減小是否會導(dǎo)致LED的亮度顯著降低,這種疑慮通常是不必要的。根據(jù)韋伯~費赫涅爾定律(Weber—Fechner),人眼的主觀亮度感覺與客觀亮度的變化量(可等效于白紙面上照度的變化量)呈對數(shù)關(guān)系,二者的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見,當(dāng)紙面上的照度從1O001x降低到1001x,即減小到原來的10%時,人眼感覺到亮度只變暗了50%(人眼的主觀亮度感覺從8降至4)。舉例說明,即使LED驅(qū)動電流從350mA減小到175mA,即減小到原來的50%,這會使客觀亮度降低;但經(jīng)過取對數(shù)后人眼覺察到的亮度變化并不那么明顯。


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關(guān)鍵詞: 原理 補償 溫度 LED 大功率

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