LED電源的溫度補償原理及其與數(shù)字溫度傳感器的配合使用

　　與其它的燈源相比，大功率LED會產(chǎn)生嚴重的散熱問題，這主要是因為LED不通過紅外輻射進行散熱。一般而言，用于驅動LED的功耗有75％～85％最終轉換為熱能，過多的熱量會減少LED的光輸出和產(chǎn)生偏色，加速LED老化。

　　因此，熱管理是LED系統(tǒng)設計最重要的一個方面。LED系統(tǒng)生產(chǎn)商通過尋求優(yōu)化的散熱器、高效印制電路板、高熱導率外殼等來應對這一挑戰(zhàn)。但是，工程師們需要改變他們的理念，熱管理并不是機械設計師的專利，電子工程師同樣可以進行熱管理設計。實踐證明，通過電路實現(xiàn)溫度補償功能進行熱管理是一個既經(jīng)濟又可靠的方法。

　溫度補償原理

　　一般而言，大功率LED的產(chǎn)品規(guī)格書中都會標明不同環(huán)境溫度（或LED焊點的溫度）下的最高容許輸出電流（如圖1）的曲線圖。當周圍溫度低于安全溫度點，輸出最高容許電流保持不變；當高于安全溫度點，輸出最高容許電流隨周圍溫度升高而降低，即所謂的降額曲線。為確保LED的性能壽命不受影響，必須保證LED工作在降額曲線與橫、縱坐標軸所包絡的安全區(qū)內(nèi)。

　　但是，目前大多數(shù)LED燈具生產(chǎn)商都將LED的驅動電流設計為不隨溫度變化的恒流源，因此，當LED周圍溫度高于安全溫度點時，工作電流就不在安全區(qū)內(nèi)，這將導致LED的壽命遠低于規(guī)格書的數(shù)值甚至直接損壞。而LED周圍溫度過高是由LED自身發(fā)熱導致，目前有兩個辦法可以解決這個問題。

　　一種辦法是使用導熱性更好的散熱裝置，減小LED芯片至環(huán)境的熱阻，控制LED內(nèi)部溫度不至比環(huán)境溫度高太多，但這需要較高的成本。此外，難以避免的問題是，當散熱裝置使用一段時間后在燈體外殼的散熱片上沉積灰塵，以及鋁合金基敷銅板上連接銅層和鋁基板的介質(zhì)層老化脫膠都將導致熱阻較大幅度地上升，導致整體散熱性能下降。另一種辦法是使LED工作在安全區(qū)邊際，這樣既滿足在安全溫度點內(nèi)輸出電流、輸出功率工作在額定狀態(tài)且恒定，而且在高于安全溫度點輸出電流按比例下降進行負補償，保證LED使用壽命，這就是溫度補償?shù)暮x。

　數(shù)字溫度傳感器配合驅動器實現(xiàn)溫度補償

　　有些照明產(chǎn)品需要一些智能控制，如一些高級路燈的應用，這些系統(tǒng)往往使用單片機對整個系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。這時可利用原有的單片機控制系統(tǒng)加入溫度補償功能，即便在惡劣的環(huán)境下，如夏日曝曬，系統(tǒng)內(nèi)的溫度仍能得到很好地控制。

　　為此類系統(tǒng)驅動單路LED串的示意圖。溫度檢測部分采用了矽恩微電子公司生產(chǎn)的高精度數(shù)字溫度傳感器SN1086，SN1086可以同時檢測芯片本身溫度，相當于間接檢測PCB溫度，又能檢測遠端三級管溫度，若將三極管與LED一同焊接在鋁基板上便可以檢測鋁基板溫度。