專利名稱：溫度亮度控制恒流限壓wled陣列照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
·本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體照明應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種WLED陣列照明燈的溫度及亮度控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著國家綠色照明工程的啟動，近年來，半導(dǎo)體照明燈(WLED)技術(shù)已經(jīng)取得飛速進(jìn)展。半導(dǎo)體照明燈實(shí)質(zhì)上是一種白光發(fā)光二極管WLED(while light emitting diode)，這種照明燈的能耗很小，在發(fā)光亮度相同的條件下，其功耗僅約為白熾燈的10％～20％，約為日光燈的50％。WLED的壽命很長，實(shí)際使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)，為普通日光燈壽命的幾十倍，正常使用時(shí)間可達(dá)20年。WLED堅(jiān)固不易破碎，可靠性好，維護(hù)成本低，兼之WLED光譜中不含紅外光、紫外光和熱輻射，也沒有目光燈中所含的水銀等有害物質(zhì)，因此對環(huán)境不會產(chǎn)生任何污染，同時(shí)由于WLED采用直流恒定電流驅(qū)動，燈光亮度穩(wěn)定，不會出現(xiàn)頻閃，因而可有效避免視覺疲勞，而且WLED的響應(yīng)速度很快，響應(yīng)時(shí)間只有1微秒(現(xiàn)有光源的響應(yīng)時(shí)間高達(dá)200毫秒)，通電即亮，因此它是目前最理想的綠色照明燈。隨著WLED的廣泛應(yīng)用和性能的不斷提升，必將在照明領(lǐng)域引起一場新的技術(shù)革命。
由于功率型WLED的價(jià)格較高，發(fā)光角度較小，用于室內(nèi)照明還存在一定的困難，目前室內(nèi)照明燈具通常采用由多只超高亮度WLED組成的陣列，這種陣列已可取代功率在150W以內(nèi)的白熾燈。WLED陣列通常采用恒壓驅(qū)動和恒流驅(qū)動電路，在由多只WLED串聯(lián)組成的陣列中，當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，為了保證恒定驅(qū)動電流，外加電壓將升高，則WLED串聯(lián)壓降也將升高，燈光亮度也將隨之增加。由于WLED元件參數(shù)不完全一致，某個(gè)元件承受的功耗較大，芯片的發(fā)光部位就會因過熱而損壞。WLED溫度過高時(shí)，會使其發(fā)光效率急劇降低，產(chǎn)生嚴(yán)重的半導(dǎo)體光衰，還會加速封裝材料的老化，嚴(yán)重影響封裝材料的透光率，縮短WLED的壽命，同時(shí)熱脹冷縮應(yīng)力還可能損壞WLED，因此在實(shí)際應(yīng)用中，不僅需要控制WLED的電流，也需要控制WLED的溫度和亮度，還需要限制串聯(lián)WLED陣列的輸入電壓，故必須采用多種方案進(jìn)行綜合控制，以減小半導(dǎo)體光衰，延長WLED的使用壽命，確保WLED可靠工作。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，進(jìn)而提供一種結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)越、使用壽命長并可確保照明質(zhì)量和工作可靠性的溫度亮度控制恒流限壓WLED陣列照明燈。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的溫度亮度控制恒流限壓WLED陣列照明燈由交流/直流電源電路、DC/DC直流控制器、感光器件采樣電路、感溫器件采樣電路以及WLED燈陣列組成，交流/直流電源電路的輸出端與DC/DC直流控制器的電壓輸入端聯(lián)接，DC/DC直流控制器的輸出端電壓加在WLED燈陣列上，感光器件采樣電路和感溫器件采樣電路的輸入端分別與WLED燈陣列的感光采樣信號輸出端和感溫采樣信號輸出端聯(lián)接，感光器件采樣電路和感溫器件采樣電路的反饋信號輸出端分別聯(lián)接至DC/DC直流控制器的調(diào)光控制輸入端和調(diào)溫控制輸入端。實(shí)際工作中，交流或直流輸入電壓均可通過交流/直流電源電路輸入DC/DC直流控制器，該控制器的輸出電流受反饋信號控制，WLED燈陣列的亮度和溫度分別由感光器件和感溫器件采樣，光強(qiáng)采樣信號和溫度采樣信號被送入DC/DC直流控制器，改變恒流源的輸出電流，可控制WLED燈陣列的亮度和溫度。具體實(shí)施結(jié)構(gòu)中，由光強(qiáng)信號和溫度信號設(shè)定恒流源電流值，驅(qū)動電流由采樣電阻取樣，當(dāng)驅(qū)動電流超過設(shè)定值時(shí)，改變DC/DC直流控制器的輸出電壓，從而使驅(qū)動電流維持在設(shè)定值以下，WLED燈陣列輸入電壓由穩(wěn)壓二極管采樣，當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，輸入電壓升高，穩(wěn)壓二極管擊穿，DC/DC直流控制器輸出電壓降低，從而將WLED燈陣列輸入電壓限制在規(guī)定數(shù)值。


圖1為本實(shí)用新型的工作原理圖。
圖2為組成WLED燈陣列的穩(wěn)壓型半導(dǎo)體照明燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見附圖，本實(shí)用新型所述的溫度亮度控制恒流限壓WLED陣列照明燈由交流/直流電源電路1、DC/DC直流控制器2、感光器件采樣電路3、感溫器件采樣電路4以及WLED燈陣列5等部分組成，其中交流/直流電源電路1的輸出端與DC/DC直流控制器2的電壓輸入端聯(lián)接，DC/DC直流控制器2的輸出端電壓加在WLED燈陣列5上，感光器件采樣電路3和感溫器件采樣電路4的輸入端分別與WLED燈陣列5的感光采樣信號輸出端和感溫采樣信號輸出端聯(lián)接，感光器件采樣電路3和感溫器件采樣電路4的反饋信號輸出端分別聯(lián)接至DC/DC直流控制器2的調(diào)光控制輸入端和調(diào)溫控制輸入端。
目前，由于單只WLED燈的功率較小，尚達(dá)不到照明的要求，所以WLED燈組成照明燈具時(shí)，單只WLED燈必須通過串聯(lián)、并聯(lián)組成陣列。這樣使用過程中就會出現(xiàn)在一個(gè)串聯(lián)支路中，只要一只WLED燈開路便導(dǎo)致該支路WLED燈全部熄滅的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響照明效果。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)者在構(gòu)成陣列的每只半導(dǎo)體照明燈51a的兩端各并聯(lián)一只穩(wěn)壓管51b，形成一種如圖2所示的自保護(hù)型半導(dǎo)體照明燈51。這樣，當(dāng)WLED燈51a正常工作時(shí)，正向電壓小于穩(wěn)壓管51b的擊穿電壓，穩(wěn)壓管51b對照明電路無任何影響；當(dāng)其一只WLED燈51a開路時(shí)，與其并聯(lián)的穩(wěn)壓管51b因承受的電壓較高而擊穿，從而使該串聯(lián)支路中的其他WLED燈51a正常發(fā)光。由于恒亮度控制電路的作用，正常發(fā)光的WLED燈51a工作電流將略有增加，從而保證照明效果不受任何影響，同樣當(dāng)某一只WLED燈51a短路時(shí)，恒亮度控制電路也能保證照明效果不受任何影響。在工作過程中，當(dāng)驅(qū)動電壓過高時(shí)，WLED燈承受的電壓過高，有可能損壞WLED燈，而采用上述保護(hù)技術(shù)后，便可將每一只WLED燈的電壓限制在4V以下，確保WLED燈安全工作。為了降低保護(hù)電路的成本，爭取WLED生產(chǎn)廠家在WLED燈內(nèi)封裝穩(wěn)壓管芯片，也可以采用將幾只串聯(lián)WLED燈用一只穩(wěn)壓管保護(hù)的結(jié)構(gòu)。
在圖3所示的實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，交流/直流電源電路1為由D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路，該照明燈不僅可由48V-450V直流電源供電，也可由48V-450V交流電源供電；由內(nèi)置功率開關(guān)管的PWM控制電路U1(M0380)、電感T1、續(xù)流二極管D7組成DC/DC直流控制器2(恒流源)，該控制器的輸出電壓由控制腳4外加信號決定。感光器件采樣電路3由感光器件LX1、電流采樣電阻R1、限壓保護(hù)穩(wěn)壓二極管D3、晶體管N1和光電耦合器U2等組成，感溫器件采樣電路4由感溫器件TX1、電流采樣電阻R1、限壓保護(hù)穩(wěn)壓二極管D3、晶體管N1和光電耦合器U2等組成。工作過程中，當(dāng)溫度變化時(shí)，感溫器件TX1的阻值變化，反饋電壓變化，引起DC/DC直流控制器2輸出電流變化；當(dāng)亮度變化時(shí)，感光器件LX1的阻值變化，反饋電壓變化，引起DC/DC直流控制器2輸出電流變化。當(dāng)驅(qū)動電流變化時(shí)，采樣電阻的壓降改變，反饋信號改變，從而改變DC/DC控制器2的輸出電壓，使驅(qū)動電流維持不變，WLED燈陣列輸入電壓過高時(shí)，穩(wěn)壓管Z3擊穿，反饋電壓改變，從而可將WLED燈陣列輸入電壓限制在規(guī)定數(shù)值，確保WLED燈陣列可靠工作。
權(quán)利要求1.一種溫度亮度控制恒流限壓WLED陣列照明燈，其特征在于它由交流/直流電源電路(1)、DC/DC直流控制器(2)、感光器件采樣電路(3)、感溫器件采樣電路(4)以及WLED燈陣列(5)組成，交流/直流電源電路(1)的輸出端與DC/DC直流控制器(2)的電壓輸入端聯(lián)接，DC/DC直流控制器(2)的輸出端電壓加在WLED燈陣列(5)上，感光器件采樣電路(3)和感溫器件采樣電路(4)的輸入端分別與WLED燈陣列(5)的感光采樣信號輸出端和感溫采樣信號輸出端聯(lián)接，感光器件采樣電路(3)和感溫器件采樣電路(4)的反饋信號輸出端分別聯(lián)接至DC/DC直流控制器(2)的調(diào)光控制輸入端和調(diào)溫控制輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種WLED陣列照明燈的溫度及亮度控制裝置，由交流/直流電源電路、DC/DC直流控制器、感光器件采樣電路、感溫器件采樣電路以及WLED燈陣列組成，電源電路的輸出端經(jīng)DC/DC控制器加在WLED燈陣列上，感光和感溫器件采樣電路作為信號反饋電路置于WLED燈陣列和DC/DC控制器之間。實(shí)際工作中，DC/DC控制器的輸出電流受反饋信號控制，WLED燈光亮度或溫度變化時(shí)，采樣信號反饋到DC/DC控制器輸入端進(jìn)而改變其輸出電流，自動調(diào)整燈光亮度和溫度使之保持不變。
文檔編號H05B37/00GK2924999SQ200620079310
公開日2007年7月18日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者胡民海, 王鴻麟, 胡家培 申請人:西安智海電力科技有限公司