降低大功率LED燈溫升及控溫技術(shù)的研究

　　結(jié)合表1，常溫工作時，總阻值為5.7kll，可將圖3中W1設(shè)置為5.7kQ，當(dāng)LED燈珠溫度r≥56℃時，因K。閉合，恒流電源輸出減小，此時要使控制網(wǎng)絡(luò)總電阻為3kll，經(jīng)過計算，Rx值為3.6 kQ。

　　2.2 恒壓驅(qū)動

　　此方案通過控制驅(qū)動器的輸出電壓來實現(xiàn)對LED燈的控制。總體框架與恒流驅(qū)動類似，不同的是，該方案采用恒壓驅(qū)動器，溫度控制系統(tǒng)電路有所不同。

　　圖7為恒壓驅(qū)動器溫控的連線圖。Trim端用來調(diào)節(jié)電源的輸出。左側(cè)點線型虛線框中部分為控制電路，其中：PTC為正溫度系數(shù)溫敏電阻；R1、R2、Rx均為普通電阻，與PTC溫敏電阻匹配調(diào)節(jié)驅(qū)動器輸出電壓；Kt為常閉型溫度繼電器，其斷開溫度為60℃，自動閉合溫度為48%。右側(cè)虛線框中部分為LED模塊部分。Kt和PTC安裝在LED模塊上，并與模塊緊密接觸。常溫下K。處于閉合狀態(tài)，此時控制電路中控制驅(qū)動器額定輸出，該LED模組常溫工作額定總電壓為24V。當(dāng)繼電器溫度上升到60℃時K.

　　自動斷開，整個控制電路工作，從而減少恒壓電源的輸出，當(dāng)溫度降低到48°C時，溫度繼電器自動閉合，并使電源正常輸出。經(jīng)過測試，得出驅(qū)動器V。端與Trim端之間連接的總電阻值尺與驅(qū)動器輸出電壓U之間的關(guān)系，見表2?？梢钥闯觯弘S著電阻的增加，輸出電壓呈減小趨勢。當(dāng)溫度達到60℃時，圖7控制電路中溫度繼電器K。斷開，此時，只要電阻匹配得當(dāng)，我們便可以得到設(shè)定的輸出電壓。各阻值計算方法同上，在此不作具體計算。

　　3 試制驅(qū)動器實測結(jié)果

　　本項研究進行了大功率LED路燈和LED投射燈及驅(qū)動器的研制工作。圖8為LED路燈樣燈及其恒流驅(qū)動器，燈體采用一體化設(shè)計，測得常溫輸入驅(qū)動器的交流電流為270mA，燈長時間運行狀況良好，其總光通量為3408lm，在控溫作用時，輸出電流減小為常溫的87%。圖9為LED投射燈樣燈及其恒壓驅(qū)動器，測得常溫下輸入驅(qū)動器的交流電流為140mA，總光通量為1011lm，在控溫作用時，電壓減小為常溫的90%。

　　在LED照明過程中，恒壓驅(qū)動器給LED燈提供恒定電壓，而當(dāng)溫度升高時，LED燈PN結(jié)電壓V，將會以約-2mV/°C速度下降，從而流經(jīng)LED燈的電流迅速增大，影響其使用壽命；而使用恒流驅(qū)動器則避免了這一現(xiàn)象。因此一般建議使用恒流驅(qū)動器驅(qū)動LED燈。

　　4 結(jié)語

　　本文上述的方案，有效降低了大功率LED燈的溫升，一旦溫度升高超過設(shè)定的控制溫度時，會使驅(qū)動器減少輸出，在不影響使用的情況下，適當(dāng)減少LED燈的光通量和功耗，避免了因過熱而導(dǎo)致LED燈光衰和使用壽命縮短。該溫度控制方案在研究過程中顯示出了多方面優(yōu)勢，相信不久的將來會得到大規(guī)模實際應(yīng)用，LED照明也會因此得到一次更大程度上的提升。