阵列式LED照明灯具中心区域温度动态控制方法

摘要

本发明公开一种阵列式LED照明灯具中心区域温度动态控制方法，该方法利用LED发光管PN结正向压降随温度升高线性下降的特性，对LED照明阵列的温度进行检测，微处理器获取到各个区域的温度后，通过PWM方式来调节LED发光管阵列中心区域各层次LED发光管的导通时间，调整其平均工作电流，从而对中心不同层次区域的LED的温度进行动态控制，使其保持在最外围低温区域LED灯温度的（120±5）%范围内。本发明可实现基本不影响整体亮度的情况下，有效降低LED发光管阵列中心区域的温度、提高LED发光管发光效率、节省LED灯电耗，并可延长中心区域LED发光管和整个LED灯具的使用寿命。

主权项

一种阵列式LED照明灯具中心区域温度动态控制方法，其特征在于：该方法依据LED发光管PN结正向压降随温度升高而近似线性下降的特性曲线，通过实时测量和采集LED发光管PN结压降来获得LED发光管阵列从外围到中心不同层次区域LED的温度；微处理器通过PID算法分别对LED发光管阵列中心不同层次区域温度进行PWM闭环控制，以200‑500Hz频率、经功率放大模块驱动控制LED发光管阵列中心各层次区域LED发光管的导通与截止时间；所述LED发光管阵列的温度获取方法是：将LED发光管阵列的中心行列中每个LED发光管设置为测温LED发光管，每个测温LED发光管压降经过过压过流保护电路后接入微处理器，中心行列从外至内每个测温LED发光管对应位置所在的同一层LED发光管电气上连接在一起；所述微处理器包含若干路AD输入口和若干路PWM输出口，所述功率放大模块包括若干MOSFET管，通过微处理器的AD输入接口获取中心行列各个LED发光管的PN结压降进而得到各层LED灯温度；通过PWM输出口输出PWM信号控制功率放大模块的通断，从而控制中心各不同层次区域LED发光管间歇导通，具体步骤为：步骤A，将LED发光管阵列中心行列的每个测温LED发光管压降经过过压过流保护电路后接入微处理器的若干对应AD输入口；步骤B，将中心区域从外至内每层的测温LED发光管所对应在的同一层LED发光管连接在一起，将若干大功率MOSFET分别接入中心区域各层LED发光管的供电回路中，用以控制每层LED发光管供电的通断，微处理器的PWM信号输出端经过隔离后接至MOSFET的门极；步骤C，阵列式LED照明灯具开启后，微处理器首先保持PWM输出口满占空比输出，使MOSFET处于一直导通状态，在工作的第一分钟，温度分布均匀，中心区域温度未显著上升时，对中心行列的测温LED发光管的PN结初始压降进行始采集、存储；步骤D，微处理器通过AD转换器连续获取LED发光管阵列中心行列每个测温LED发光管的压降，根据PN结压降随温度升高而近似线性下降的特性，结合步骤C中所获取的PN结初始压降，计算出中心区域的各层次LED发光管温度与最外围低温区域LED发光管的温度差；步骤E，利用步骤D中所得到的温度差，通过增量式PID算法，分别控制中心区域各层LED发光管温度在最外层区域LED发光管温度的(120±5)％范围内，计算出中心区域各层新的PWM信号输出占空比D_n；当计算得到的新占空比D_n低于不影响亮度的最低占空比D_min，则按照最低占空比D_min，以200‑500Hz的频率控制MOSFET导通，返回步骤D开始下一控制周期；当计算得到的新占空比D_n高于不影响亮度的最低占空比D_min，则按照新计算的占空比D_n，以200‑500Hz的频率控制MOSFET导通，返回步骤D开始下一控制周期；所述PWM功率放大模块为大功率MOSFET，其最大电流约为中心不同层次区域LED发光管在完全导通时所需电流的1.5倍。