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降低大功率LED灯温升及控温技术的研究

时间:2023-01-09 00:20 点击次数:
  本文摘要:章节 环境问题在各国的经济发展中已沦为头等最重要的问题,因而节约能源省电的LED灯光就沦为了灯光界的新宠。因为LED的闪烁效率较高、生产成本也较低,其应用于前景和市场十分广大。 但是,大功率LED灯的风扇问题容许了LED灯光行业的发展,风扇问题得到解决问题,将不会使LED灯的温度下降,造成其闪烁效率减少、使用寿命延长。本文从灯具及驱动器的设计2个方面明确提出减少大功率LED灯温升及温控的方法和技术,有效地减少和容许了大功率LED灯的温升。

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章节  环境问题在各国的经济发展中已沦为头等最重要的问题,因而节约能源省电的LED灯光就沦为了灯光界的新宠。因为LED的闪烁效率较高、生产成本也较低,其应用于前景和市场十分广大。

但是,大功率LED灯的风扇问题容许了LED灯光行业的发展,风扇问题得到解决问题,将不会使LED灯的温度下降,造成其闪烁效率减少、使用寿命延长。本文从灯具及驱动器的设计2个方面明确提出减少大功率LED灯温升及温控的方法和技术,有效地减少和容许了大功率LED灯的温升。  1减少温升  目前,LED灯的风扇方式主要有大自然对流风扇、安装风扇强迫风扇、热管和电路热管风扇等。

  1.1电源与灯体分离出来  由于电源本身产生一定的热量,使得LED灯上的热量来源减少。同时,电源与灯一体设计使得LED灯整体加热失衡,这些因素都会造成灯具再次发生疲惫和早期过热,而影响其寿命。图1为LED灯温度随工作时间的变化曲线,图中T1为摆放电源处温度,T2为靠近电源处温度,T3为灯体中心温度。从图中显现出,随着工作时间的减少,图1(a)中T1远大于T2和T3;图1(b)中T1与T2两曲线重合,T3小于T1和T2。

可见分离出来电源后,整灯的温度产于很均匀分布。    1.2自由选择优质LED模组  LED模组的自由选择在减少温升上也起着更为关键的起到。自由选择由导电系数低且完全一致的材料PCB的LED灯珠,可提升内部的热扩散性。

使用低导电、低风扇的金属基板不作灯芯板,使散热片温度产于均匀分布,从而使得风扇起到充分发挥到仅次于。  1.3减小风扇面积  铝基板与散热片交界面处更容易有空隙,而空气的导电系数较小,仅约0.03W/mK,因此可以在接触面涂抹上具备较高导电能力的胶状导电硅脂来减小实际认识面积。

同时,减小散热片的风扇面积,将散热片的结构变形,以便利风扇。  2温度控制系统  LED灯以额定功率工作产生的热量远超过其风扇能力时,本文在强化风扇的同时还使用控温技术来展开容许温升。

高温时,温控系统开始工作,必要增加驱动器的输入,超过了容许并减少温升的目的;当温度减少时,恢复原工作状态。文中自由选择以下2种方式来驱动LED灯。

  2.1恒流驱动  此方案通过掌控驱动器的输入电流来构建对LED灯的温度控制。图2为恒流驱动器驱动LED灯框图,驱动器输入到LED模组,LED模组上产生的热量通过较好的导电材料传导到灯芯板,最后经由散热片风扇到大气中。当外界风扇环境恶劣时,LED模组的温度不会超过温度控制系统原作的温度,获得对系统的信息后,驱动器增加输入,超过容许并减少LED模组温度的目的。

图3为恒流电源给LED灯供电掌控原理图。电源的指标为:220VAC输出,电流1.2一1.7A固定式,电压自适应(36~39V)。图3中左侧细虚线框中部分成控制电路,其中W1为固定式电阻器;NTC为负温度系数热敏电阻;Kt为常开温度继电器,其开口温度为56℃,自动插入温度为45℃;Rx为给定电阻。

图3右侧粗虚线框中部分成LED模块部分。温度继电器和热敏电阻加装在LED模块上,并与模块密切认识,以便将LED的温度信息反馈给控制电路。常温下Kt正处于插入状态,此时控制电路中只有W1起掌控起到,原作常温工作总电流恒定为1.60A。

当继电器温度下降到56℃时,Kt自动开口,整个控制电路开始工作,以增大恒流电源的输入;当温度减少到45℃时,Kt自动插入,电源额定输入。该过程能用图4回应,图中r为Kt的温度,Rntc为NTC的阻值。        控制电路阻值与输入总电流的关系所列表格1,其中R为控制电路的等效电阻。经过在恒温箱中测试,每2C记录1两组数据获得如图5右图的NTC热敏电阻的温度一阻值曲线。

      该方案中,驱动电源通过接管到对系统的温度信息来掌控输入电流,根据图5中NTC的温度与阻值的关系,只要寻找输入电流随总阻值的变化关系(如图6右图),再行展开必要的电阻给定,之后可寻找温度与驱动器输入电流的关系。    融合表格1,常温工作时,总阻值为5.7kll,可将图3中W1设置为5.7kQ,当LED灯珠温度r56℃时,因K。开口,恒流电源输入增大,此时要使掌控网络总电阻为3kll,经过计算出来,Rx值为3.6kQ。


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