CN2924999Y - 温度亮度控制恒流限压wled阵列照明灯 - Google Patents

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胡民海
王鸿麟
胡家培
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Abstract

本实用新型涉及一种WLED阵列照明灯的温度及亮度控制装置，由交流/直流电源电路、DC/DC直流控制器、感光器件采样电路、感温器件采样电路以及WLED灯阵列组成，电源电路的输出端经DC/DC控制器加在WLED灯阵列上，感光和感温器件采样电路作为信号反馈电路置于WLED灯阵列和DC/DC控制器之间。实际工作中，DC/DC控制器的输出电流受反馈信号控制，WLED灯光亮度或温度变化时，采样信号反馈到DC/DC控制器输入端进而改变其输出电流，自动调整灯光亮度和温度使之保持不变。

Description

温度亮度控制恒流限压WLED阵列照明灯
所属技术领域
·本实用新型属于半导体照明应用技术领域，涉及一种WLED阵列照明灯的温度及亮度控制装置。
背景技术
随着国家绿色照明工程的启动，近年来，半导体照明灯(WLED)技术已经取得飞速进展。半导体照明灯实质上是一种白光发光二极管WLED(while light emitting diode)，这种照明灯的能耗很小，在发光亮度相同的条件下，其功耗仅约为白炽灯的10％～20％，约为日光灯的50％。WLED的寿命很长，实际使用寿命可达10万小时，为普通日光灯寿命的几十倍，正常使用时间可达20年。WLED坚固不易破碎，可靠性好，维护成本低，兼之WLED光谱中不含红外光、紫外光和热辐射，也没有目光灯中所含的水银等有害物质，因此对环境不会产生任何污染，同时由于WLED采用直流恒定电流驱动，灯光亮度稳定，不会出现频闪，因而可有效避免视觉疲劳，而且WLED的响应速度很快，响应时间只有1微秒(现有光源的响应时间高达200毫秒)，通电即亮，因此它是目前最理想的绿色照明灯。随着WLED的广泛应用和性能的不断提升，必将在照明领域引起一场新的技术革命。
由于功率型WLED的价格较高，发光角度较小，用于室内照明还存在一定的困难，目前室内照明灯具通常采用由多只超高亮度WLED组成的阵列，这种阵列已可取代功率在150W以内的白炽灯。WLED阵列通常采用恒压驱动和恒流驱动电路，在由多只WLED串联组成的阵列中，当环境温度降低时，为了保证恒定驱动电流，外加电压将升高，则WLED串联压降也将升高，灯光亮度也将随之增加。由于WLED元件参数不完全一致，某个元件承受的功耗较大，芯片的发光部位就会因过热而损坏。WLED温度过高时，会使其发光效率急剧降低，产生严重的半导体光衰，还会加速封装材料的老化，严重影响封装材料的透光率，缩短WLED的寿命，同时热胀冷缩应力还可能损坏WLED，因此在实际应用中，不仅需要控制WLED的电流，也需要控制WLED的温度和亮度，还需要限制串联WLED阵列的输入电压，故必须采用多种方案进行综合控制，以减小半导体光衰，延长WLED的使用寿命，确保WLED可靠工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，进而提供一种结构新颖、性能优越、使用寿命长并可确保照明质量和工作可靠性的温度亮度控制恒流限压WLED阵列照明灯。
为实现上述发明目的的技术解决方案是这样的：所提供的温度亮度控制恒流限压WLED阵列照明灯由交流/直流电源电路、DC/DC直流控制器、感光器件采样电路、感温器件采样电路以及WLED灯阵列组成，交流/直流电源电路的输出端与DC/DC直流控制器的电压输入端联接，DC/DC直流控制器的输出端电压加在WLED灯阵列上，感光器件采样电路和感温器件采样电路的输入端分别与WLED灯阵列的感光采样信号输出端和感温采样信号输出端联接，感光器件采样电路和感温器件采样电路的反馈信号输出端分别联接至DC/DC直流控制器的调光控制输入端和调温控制输入端。实际工作中，交流或直流输入电压均可通过交流/直流电源电路输入DC/DC直流控制器，该控制器的输出电流受反馈信号控制，WLED灯阵列的亮度和温度分别由感光器件和感温器件采样，光强采样信号和温度采样信号被送入DC/DC直流控制器，改变恒流源的输出电流，可控制WLED灯阵列的亮度和温度。具体实施结构中，由光强信号和温度信号设定恒流源电流值，驱动电流由采样电阻取样，当驱动电流超过设定值时，改变DC/DC直流控制器的输出电压，从而使驱动电流维持在设定值以下，WLED灯阵列输入电压由稳压二极管采样，当负载减小时，输入电压升高，稳压二极管击穿，DC/DC直流控制器输出电压降低，从而将WLED灯阵列输入电压限制在规定数值。
附图说明
图1为本实用新型的工作原理图。
图2为组成WLED灯阵列的稳压型半导体照明灯的结构示意图。
图3为本实用新型一个实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
参见附图，本实用新型所述的温度亮度控制恒流限压WLED阵列照明灯由交流/直流电源电路1、DC/DC直流控制器2、感光器件采样电路3、感温器件采样电路4以及WLED灯阵列5等部分组成，其中：交流/直流电源电路1的输出端与DC/DC直流控制器2的电压输入端联接，DC/DC直流控制器2的输出端电压加在WLED灯阵列5上，感光器件采样电路3和感温器件采样电路4的输入端分别与WLED灯阵列5的感光采样信号输出端和感温采样信号输出端联接，感光器件采样电路3和感温器件采样电路4的反馈信号输出端分别联接至DC/DC直流控制器2的调光控制输入端和调温控制输入端。
目前，由于单只WLED灯的功率较小，尚达不到照明的要求，所以WLED灯组成照明灯具时，单只WLED灯必须通过串联、并联组成阵列。这样使用过程中就会出现在一个串联支路中，只要一只WLED灯开路便导致该支路WLED灯全部熄灭的现象，严重影响照明效果。为了克服这个缺点，本实用新型设计者在构成阵列的每只半导体照明灯51a的两端各并联一只稳压管51b，形成一种如图2所示的自保护型半导体照明灯51。这样，当WLED灯51a正常工作时，正向电压小于稳压管51b的击穿电压，稳压管51b对照明电路无任何影响；当其一只WLED灯51a开路时，与其并联的稳压管51b因承受的电压较高而击穿，从而使该串联支路中的其他WLED灯51a正常发光。由于恒亮度控制电路的作用，正常发光的WLED灯51a工作电流将略有增加，从而保证照明效果不受任何影响，同样当某一只WLED灯51a短路时，恒亮度控制电路也能保证照明效果不受任何影响。在工作过程中，当驱动电压过高时，WLED灯承受的电压过高，有可能损坏WLED灯，而采用上述保护技术后，便可将每一只WLED灯的电压限制在4V以下，确保WLED灯安全工作。为了降低保护电路的成本，争取WLED生产厂家在WLED灯内封装稳压管芯片，也可以采用将几只串联WLED灯用一只稳压管保护的结构。
在图3所示的实施例结构中，交流/直流电源电路1为由D1、D2、D3、D4组成的桥式整流电路，该照明灯不仅可由48V-450V直流电源供电，也可由48V-450V交流电源供电；由内置功率开关管的PWM控制电路U1(M0380)、电感T1、续流二极管D7组成DC/DC直流控制器2(恒流源)，该控制器的输出电压由控制脚4外加信号决定。感光器件采样电路3由感光器件LX1、电流采样电阻R1、限压保护稳压二极管D3、晶体管N1和光电耦合器U2等组成，感温器件采样电路4由感温器件TX1、电流采样电阻R1、限压保护稳压二极管D3、晶体管N1和光电耦合器U2等组成。工作过程中，当温度变化时，感温器件TX1的阻值变化，反馈电压变化，引起DC/DC直流控制器2输出电流变化；当亮度变化时，感光器件LX1的阻值变化，反馈电压变化，引起DC/DC直流控制器2输出电流变化。当驱动电流变化时，采样电阻的压降改变，反馈信号改变，从而改变DC/DC控制器2的输出电压，使驱动电流维持不变，WLED灯阵列输入电压过高时，稳压管Z3击穿，反馈电压改变，从而可将WLED灯阵列输入电压限制在规定数值，确保WLED灯阵列可靠工作。

Claims (1)

1、一种温度亮度控制恒流限压WLED阵列照明灯，其特征在于它由交流/直流电源电路(1)、DC/DC直流控制器(2)、感光器件采样电路(3)、感温器件采样电路(4)以及WLED灯阵列(5)组成，交流/直流电源电路(1)的输出端与DC/DC直流控制器(2)的电压输入端联接，DC/DC直流控制器(2)的输出端电压加在WLED灯阵列(5)上，感光器件采样电路(3)和感温器件采样电路(4)的输入端分别与WLED灯阵列(5)的感光采样信号输出端和感温采样信号输出端联接，感光器件采样电路(3)和感温器件采样电路(4)的反馈信号输出端分别联接至DC/DC直流控制器(2)的调光控制输入端和调温控制输入端。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010078716A1 (zh) * 2009-01-09 2010-07-15 Ni Jianchong 一种方便使用的led灯具的控制方法
CN101600275B (zh) * 2009-07-27 2013-03-20 裘麒龙 一种led路灯的工作电路

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