基于LED燈的散熱管理的低功耗設(shè)計(jì)

LED控制器具有普通LED驅(qū)動(dòng)器的全部控制功能，并能增強(qiáng)溫度監(jiān)控、通信和調(diào)光控制等其他功能的智能水平。方框圖中藍(lán)色部分是LED控制器的基本模塊和組件。以紅色顯示的組件不是基本操作所必需的，但顯示用于本文所述的NTC和報(bào)警功能。

普通LED添加NTC后，就能以可控順序在溫度達(dá)到預(yù)設(shè)限度時(shí)關(guān)閉LED燈。LED控制器右側(cè)的兩個(gè)紅色組件(電阻和NTC)根據(jù)NTC操作部分所介紹的方法一進(jìn)行配置。控制器向電阻元素提供精確的電壓。NTC節(jié)點(diǎn)處的電壓由控制器測(cè)量，以便轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的系統(tǒng)溫度。

報(bào)警機(jī)制可讓LED燈顯示溫度升高并達(dá)到必須關(guān)閉以確保安全的程度。LED控制器左側(cè)的兩個(gè)紅色組件(電阻和LED)是基本的指示燈LED配置。LED的亮度由PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制。LED在PWM占空比提高情況下會(huì)增加亮度。

上述智能LED燈以另外一個(gè)LED指示燈的方式顯示報(bào)警信息。LED報(bào)警只是智能LED能夠采用的眾多通信接口之一。此外還可采用PLC(電力線通信)、DMX(數(shù)字多路復(fù)用)和DALI(數(shù)字可尋址照明接口)等接口。

流明調(diào)節(jié)

圖4的流程圖顯示了監(jiān)控LED燈溫度并在溫度達(dá)到一定安全限度情況下調(diào)節(jié)流明大小的簡單算法。流程圖頂部的“加電啟動(dòng)——系統(tǒng)初始化”塊是微控制器初始化塊。墻壁開關(guān)打開后，LED燈加電，該塊將配置LED燈進(jìn)行基本操作，如流明輸出和溫度檢測(cè)等。

圖4:LED燈監(jiān)控及調(diào)節(jié)流程圖

“燈是否打開?”塊檢測(cè)燈是否由于溫度過高而關(guān)閉。該簡單的按位測(cè)試將明確燈是否打開。如果設(shè)為燈開位，說明燈打開，如果未設(shè)為燈開位，說明燈未打開。首次加電時(shí)，燈是默認(rèn)打開的并設(shè)定燈開位。

“警報(bào)”控制塊控制著溫度過高且LED燈被控制器關(guān)閉后的開關(guān)序列。接下來的“燈是否打開?”塊將再次開始檢測(cè)序列。退出報(bào)警條件的唯一途徑就是斷開并利用墻壁開關(guān)再次供電。

接下來的“檢測(cè)溫度”塊將檢測(cè)NTC節(jié)點(diǎn)處的電壓。NTC通常會(huì)隨溫度發(fā)生非線性變化，因此檢測(cè)到的電壓可根據(jù)對(duì)照表進(jìn)行相關(guān)溫度比較。該溫度將用于后續(xù)兩個(gè)控制塊。

“安全溫度”塊用于測(cè)定LED燈的溫度是否在安全范圍內(nèi)。當(dāng)溫度達(dá)到配置的最大值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將燈關(guān)掉。若溫度低于允許最大值，系統(tǒng)將繼續(xù)進(jìn)行溫度穩(wěn)定性測(cè)試。

“關(guān)燈”塊的作用是當(dāng)LED燈溫處于不安全范圍時(shí)將燈關(guān)掉。接下來是“是否開燈?”塊，再次重新開始檢測(cè)序列。

“溫度變化”塊用于測(cè)定上次流明調(diào)節(jié)循環(huán)以來的溫度變化是否需要提升或降低光輸出。“溫度增加”塊用于測(cè)定溫度是升還是降。由于前一個(gè)控制塊已經(jīng)測(cè)出自上次流明調(diào)節(jié)循環(huán)以來的溫度變化已足夠大，因此這里只有兩個(gè)選擇。

“最大流明”塊用于測(cè)定LED燈是否設(shè)為最大流明輸出。若流明輸出達(dá)到最大值，則重新進(jìn)入“是否開燈?”塊，重新開始檢測(cè)序列。

當(dāng)上一個(gè)控制塊測(cè)出流明輸出未達(dá)到最大值，便會(huì)觸發(fā)“流明升高、調(diào)暗指示燈”塊。該控制塊會(huì)根據(jù)初始化塊期間的配置將輸出調(diào)高一級(jí)，還會(huì)將指示燈LED調(diào)低一級(jí)，以使流明增加與指示燈變暗相匹配，然后再重新啟動(dòng)檢測(cè)序列。

當(dāng)“溫度升高”塊測(cè)出溫度升高，便會(huì)觸發(fā)“最低流明”塊。若流明未達(dá)到預(yù)設(shè)的最低值，則流程導(dǎo)向“降低流明，調(diào)亮指示燈”塊。若流明輸出達(dá)到預(yù)設(shè)的最低值，則重新進(jìn)入“是否開燈?”塊，重新開始檢測(cè)序列。

“降低流明，調(diào)亮指示燈”塊會(huì)根據(jù)初始化塊期間的配置將輸出調(diào)低一級(jí)，還會(huì)將指示燈LED調(diào)高一級(jí)，以使流明減少與指示燈增加相匹配，然后再重新啟動(dòng)檢測(cè)序列。

上述流程圖顯示了輸入電源循環(huán)期間LED燈保持關(guān)閉的情況。流程稍作變動(dòng)，就能提供燈關(guān)閉后監(jiān)控溫度、在溫度降至安全限度內(nèi)重新打開LED燈的序列。