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澳门威尼斯app下载-大功率LED驱动的温度补偿技术探讨

 


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本文摘要:与其他灯源相比,大功率LED不会造成严重的风扇问题,主要是因为LED不会通过红外电磁辐射扩散风扇。

与其他灯源相比,大功率LED不会造成严重的风扇问题,主要是因为LED不会通过红外电磁辐射扩散风扇。一般来说,用于驱动LED的功耗有75% ~ 85%最终切换为热能。

过热不会增加LED的光输入和色偏,加速LED老化。因此,散热管理是LED系统设计最重要的方面。发光二极管系统制造商通过寻求优化的散热器、高效印刷电路板和低热导率外壳来应对这一挑战。

然而,工程师必须改变他们的想法。热管理不是机械设计师的专利,电子工程师可以在一定程度上开发热管理设计。实践证明,通过电路构造温度补偿函数来进行热管理是一种经济可靠的方法。

温度补偿原理一般来说,大功率LED的产品规格会标明不同环境温度(或LED焊点温度)下的最小允许输入电流的图形(如图1所示)。当环境温度高于安全温度点时,输入最小允许电流保持恒定;当低于安全温度点时,输入最小允许电流随着环境温度的升高而降低,称为降额曲线。为了保证LED的性能寿命不受影响,需要保证LED工作在降额曲线和水平、垂直轴为正弦曲线的安全区。

图1LED降额曲线然而,目前大部分LED灯制造商将LED的驱动电流设计为不随温度变化的恒流源。因此,当LED周围的温度低于安全温度点时,工作电流不会走出安全区,从而导致LED的寿命高于规范规定的值,甚至造成必要的损坏。

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LED周围温度低是LED痉挛造成的。目前有两种方法可以解决这个问题。

一种方法是将其用于导热性能更好的散热器件,增加LED芯片对环境的热阻,控制LED内部温度不要比环境温度低太多,但这一定代价很高。此外,很难避免散热器使用一段时间后,灯体外壳散热片上沉积灰尘,铝合金基覆铜板上与铜层和铝基板相连的介质层老化脱胶,导致热阻大大降低,整体风扇性能提高的问题。另一种方式是让LED工作在安全区的裕度,既满足输入电流和输出功率工作在额定状态且在安全温度点内恒定的要求,又在安全温度点以下按比例增加输入电流,扩大win补偿,保证LED的使用寿命,这就是温度补偿的意义。

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数字温度传感器根据驱动器建立温度补偿。有些照明产品必须智能控制。

比如用一些高级的路灯。这些系统通常用于单片机对整个系统的监控。此时,可以利用原有的单片机控制系统再次增加温度补偿功能,即使在危险的环境中,如夏季日晒,系统中的温度仍然可以得到很好的控制。

数字温度传感器的温度补偿系统。图2是用于这种系统的驱动单个发光二极管串的示意图。

温度检测部分采用玺恩微电子有限公司生产的高精度数字温度传感器SN1086。SN1086可以同时检测芯片本身的温度,相当于间接检测PCB的温度,也可以检测远程二极管的温度。如果三极管和LED在铝基板上焊接在一起,就可以检测出铝基板的温度。SN1086通过芯片内部的高精度Delta-SigmaADC对两次检测的温度进行模数转换,并将温度的数字结果通过I2C总线的SDA数据线和SCL时钟线与单片机进行通信。

当单片机拒绝接收铝基板的温度结果时,用预设的安全温度点阈值进行检查。当t DC-DC升压型发光二极管驱动器温度补偿的构建如果能在芯片内部建立温度补偿功能,将大大降低成本和占用空间。SN3352就是为此而设计的芯片。SN3352是一款升压型DC-DC恒流芯片。

其工作电压范围为6~40V,输入电流约为700毫安。不启动温度补偿时,其恒流性能极好,仅限于驱动串联的1W或3WLED灯。SN3352没有调光功能,可以通过改变ADJI槽的模拟电压或者响应槽产生的PWM信号来搭建。

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SN3352采用思恩微电子自己的专利技术,搭建了温度补偿电路。温度补偿功能必须通过连接一个普通电阻Rth来设置开始温度补偿的温度点Tth和一个检测温度的负温度系数Rntc来建立。

图3SN3352驱动单个LED,其通常用于图3sn 352中,以通过Rntc槽极大地测量焊接在与LED相同的铝基板上的热敏电阻RNTC的电阻值。随着LED铝基板温度的下降,当热敏电阻的电阻值低于连接到RTH槽的普通电阻Rth的电阻值时,温度补偿功能启动,输入电流不会随着温度的升高而自动减小。因此,可以通过改变Rth的电阻值来改变温度补偿开始的温度点Tth。电流随温度降低的斜率可以通过自由选择不同B常数的热敏电阻来要求。

输入电流公式如下:当Rntc“Rth”时,不启动温度补偿,输入电流保持恒定,这是设置电流电阻Rs和ADJI槽电压所需要的,其中:VADJI为调光槽的ADJI槽电压,单位为v,调光范围为0.3V~1.2V,暂停时电压为1.2V;在Rntc中,R25是热敏电阻在25oC时的电阻,b是热敏电阻的b常数。热敏电阻的特性主要由这两个参数决定。

根据输入补偿电流的结果,很难得出这样的结论:即使用于开始温度补偿的温度点Tth被设置在更高的温度,例如100以上,电流随温度降低的斜率仍然保持更高的斜率。这与目前市场上的其他温度补偿方案不同,后者在较低的温度下保持较小的补偿斜率,但在较高的温度下大大增加了补偿斜率,这与LED降额曲线在较高的温度下斜率较大的事实相反。因此,SN3352在高温下仍保持较大的补偿斜率,可以满足大部分LED降额曲线的补偿斜率,保证LED工作在安全区。


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