LED照明系统的制作方法

本实用新型属于电子电力技术领域，尤其涉及一种LED照明系统。

背景技术：

常用的LED照明系统在硬件上由灯罩、控制电源和灯珠组成，如图1所示。其中，控制电源用于控制流过灯珠的电流，以此来控制LED灯珠的亮度，也即控制LED灯的功率。LED照明系统作为光源，在将电能转换为光能时存在着转换效率，会产生较高的环境温度，且加上控制电源本身会发热，因此，在LED照明系统工作时，为了防止控制电源和灯珠烧毁，需要通过温度电流曲线来对LED照明系统进行高温下的温度控制。

目前业内常采用的温度电流曲线如图2所示，该控制机制虽然能达到保护控制电源不因高温损坏的目的，但是，通过传感器对LED照明系统进行温度检测，依据图2，在传感器温度TS由T0逐渐升高到T2的过程中，LED的电流ILED保持I0不变；当传感器温度由T2继续上升至T3的过程中，LED的电流由I0逐渐降低为I1；当传感器温度达到T3时，为防止部件因高温损坏，LED照明系统关闭；LED照明系统关闭后，传感器温度逐渐降低，当传感器温度降低至T1时，LED照明系统重新开启，LED的电流恢复为I0。以上分析可知，只要传感器温度TS能够达到T3，则LED照明系统会在关闭和开启中循环，从而导致闪灯现象。

技术实现要素：

本实用新型提供一种LED照明系统，旨在解决传统的针对LED照明系统的温度控制方案会导致LED照明系统出现闪灯现象的问题。

一种LED照明系统，包括一整流桥、一输入电容、一储能电感、一降压控制芯片、一整流二极管、一负载电容、一采样电阻、LED灯珠串及一实时获取所述LED灯珠串的温度的温度传感器，所述整流桥两输入端接电源，所述输入电容连接在所述整流桥的正、负输出端之间，所述降压控制芯片的电源引脚分别接所述整流桥的正、负输出端，所述降压控制芯片的驱动引脚接所述整流二极管的阳极，所述降压控制芯片的电流检测引脚通过所述采样电阻接所述整流桥的负输出端，所述整流二极管的阴极接所述整流桥的正输出端，所述负载电容和所述储能电感串联后与所述整流二极管并联，所述LED灯珠串的正极接所述整流桥的正输出端，所述LED灯珠串的负极接所述负载电容和所述储能电感的共接端；所述降压控制芯片包括温度电流控制模块，所述温度电流控制模块用于：

在所述温度由初始温度T0升高至第二温度T2的过程中，控制所述LED灯珠串的LED灯电流为初始电流I0，其中，初始温度T0为所述LED灯珠串启动时的温度；

在所述温度由第二温度T2升高至第三温度T3的过程中，控制所述LED灯电流由初始电流I0下降至第一电流I1；

在所述温度由第三温度T3升高至第五温度T5的过程中，控制所述LED灯电流由第一电流I1下降至第二电流I2；

在所述温度由第三温度T3下降至第四温度T4的过程中，控制所述LED灯电流保持在第一电流I1；

在所述温度由第四温度T4下降至第一温度T1的过程中，控制所述LED灯电流由第一电流I1恢复至初始电流I0；

其中，T4小于T2，T1大于T0，I2比I0为第二比值，I1比I0为第一比值；所述第二比值小于或等于所述第一比值。

在其中一个实施例中，所述降压控制芯片还包括基准电压源、逻辑控制模块、驱动模块、第一MOS管、谷底检测模块、峰值检测模块，其中：

所述基准电压源与所述降压控制芯片的电源引脚连接，所述第一MOS管的漏极接所述降压控制芯片的驱动引脚，所述第一MOS管的源极接所述降压控制芯片的电流检测引脚；

所述谷底检测模块连接在所述第一MOS管的栅极和所述温度电流控制模块之间，根据检测所述第一MOS管的谷底信号输出到所述温度电流控制模块；

所述温度电流控制模块连接在所述谷底检测模块和所述逻辑控制模块之间，根据所述谷底信号输出谷底延迟时间信号至所述逻辑控制模块；

所述峰值检测模块连接在所述第一MOS管的源极和所述逻辑控制模块之间，检测所述第一MOS管的峰值电流信号输出至所述逻辑控制模块；

所述驱动模块连接在所述逻辑控制模块和所述第一MOS管的栅极之间，所述驱动模块逻辑控制模块根据所述谷底延迟时间信号和所述峰值电流信号驱动所述第一MOS管通断。

在其中一个实施例中，所述温度电流控制模块包括第一迟滞比较器、第二迟滞比较器、一跨导放大器、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第一电容、第二电容、第一PTAT电流源、第二PTAT电流源、一恒流源、一二极管、一稳压二极管、第二MOS管、第三MOS管、一反相器及一与门；

所述第一迟滞比较器的正相输入端通过所述第一分压电阻接所述第一PTAT电流源，所述第一迟滞比较器的反相输入端接所述第二PTAT电流源，所述第一迟滞比较器的输出端接所述第二MOS管的栅极，所述第二MOS管的漏极通过所述第二分压电阻接所述第一迟滞比较器的正相输入端，所述第二MOS管的漏极还通过所述第三分压电阻接地，所述第二MOS管的源极接地；所述跨导放大器的正相输入端接所述第一PTAT电流源，所述跨导放大器的反相输入端接所述第二PTAT电流源和所述二极管的阳极，所述二极管的阴极接地，所述跨导放大器的输出端接所述稳压二极管的阴极和所述第二迟滞比较器的反相输入端，所述第四分压电阻和所述第一电容与所述稳压二极管并联；所述第二迟滞比较器的正相输入端接所述恒流源和所述第三MOS管的漏极并通过所述第二电容接地，所述第二迟滞比较器的输入端接所述与门的一输入端，所述与门的另一输入端接所述反相器的输入端，所述与门的输出端作为温度电流控制模块的输出端输出谷底延迟时间信号，所述反相器的输出端接所述第三MOS管的栅极，所述第二MOS关的源极接地，所述反相器的输入端作为温度电流控制模块的输入端接入谷底检测信号。

在其中一个实施例中，

若第二电流I2小于第一电流I1，则所述第二比值的取值范围为5％～30％，所述第一比值的取值范围为10％～80％；

若第二电流I2等于第一电流I1，则所述第二比值的取值范围为10％～80％，所述第一比值的取值范围为10％～80％。

在其中一个实施例中，第二电流I2等于第一电流I1。

在其中一个实施例中，第三温度T3等于第二温度T2。

在其中一个实施例中，第四温度T4等于第一温度T1。

基于本实用新型实施例提供的LED照明系统，在LED照明系统的工作过程中，一方面有效地LED照明系统进行温度控制，保护系统不会因高温而损坏，另一方面能够解决传统的温度控制方案会导致LED照明系统闪灯的问题，控制过程中有至少一个简并点存在，使得LED照明系统在工作过程中不会闪灯，避免了闪灯现象的发生。

附图说明

图1为常用的LED照明系统；

图2为传统的LED照明系统温度电流控制曲线；

图3为本实用新型的第一实施例LED照明系统温度电流控制曲线；

图4为本实用新型的第二实施例LED照明系统温度电流控制曲线；

图5为本实用新型的第三实施例LED照明系统温度电流控制曲线；

图6为本实用新型的第四实施例LED照明系统温度电流控制曲线；

图7为本实用新型的第五实施例LED照明系统温度电流控制曲线；

图8为本实用新型一实施例提供的LED照明系统结构示意图；

图9为图8所示的LED照明系统中温度电流控制模块的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在此，对本实用新型实施例提供的LED照明系统的温度控制方法进行详述阐述：

在LED照明系统工作时，实时获取LED照明系统的温度，具体地，通过温度传感器实时获取LED照明系统的温度，并根据获取到的温度及其变化情况来控制LED照明系统的LED灯电流。在本实用新型实施例中，所述LED灯电流均指电源流过LED灯珠的电流。

在本实用新型实施例中，针对LED照明系统的温度及其变化情况，对电源流过LED灯珠的电流执行以下控制方案：

1、在LED照明系统的温度由初始温度T0升高至第二温度T2的过程中，控制LED照明系统的LED灯电流为初始电流I0。在此，初始温度T0为LED照明系统启动时的温度。

即，在LED照明系统的温度由初始温度T0逐渐升高到T2的过程中，控制LED的LED灯电流保持为I0不变。

2、在LED照明系统的温度由第二温度T2升高至第三温度T3的过程中，控制LED照明系统的LED灯电流由初始电流I0下降至第一电流I1。

即，LED照明系统的温度达到T2之后，在温度由T2继续上升至T3的过程中，控制LED照明系统的LED灯电流由I0逐渐降低为I1。

3、在LED照明系统的温度由第三温度T3升高至第五温度T5的过程中，控制LED照明系统的LED灯电流由第一电流I1下降至第二电流I2。

即，LED照明系统的的温度达到T3之后，若温度继续上升至T5，则控制LED照明系统的LED灯电流以较大的斜率迅速下降至I2。在本实用新型实施例中，I2为一个很小的电流值，优选地，I2与I0的比值的取值范围为5％～30％，即，I2的电流值可以为I0的电流值的5％～30％。

在此，由于I2取值很小，当LED照明系统的LED灯电流为I2时，LED照明系统的发热量很小，因此，除非外部热源对LED照明系统持续加热，否则以LED照明系统自身的发热量，不可能使LED照明系统的温度继续上升至T5，以保护LED照明系统的部件不会因温度过高而损坏。

4、在LED照明系统的温度由第三温度T3下降至第四温度T4的过程中，控制LED照明系统的LED灯电流保持在第一电流I1。

即，LED照明系统的温度下降至T3后，若温度继续下降至T4，则控制LED照明系统的LED灯电流保持在I1不变。

5、在LED照明系统的温度由第四温度T4下降至第一温度T1的过程中，控制LED照明系统的LED灯电流由第一电流I1恢复至初始电流I0。

即，LED照明系统的温度由T4下降至T1的过程中，控制LED照明系统的LED灯电流由I1逐渐恢复至I0。

以上控制方案可以基于如图3所示的温度电流曲线来实现,其中，T4小于T2，T1大于T0，I2比I0为第二比值，I1比I0为第一比值；第二比值小于或等于第一比值。参照图3，该曲线中，引入T2至T3的斜率控制、以及T4至T1的斜率控制，斜率K3＝I1÷I0，10％≤K3≤80％，使LED照明系统的LED灯电流变化缓慢；引入I0和I1的迟滞电流，增强了抗干扰能力。

在图3所示的温度电流曲线的控制下，令LED照明系统的输出电压为VOUT，照明系统的电能转换效率为η0，光能转换效率为η1，令LED照明系统的热阻为RT(unit：℃/W)，则：

LED照明系统的发热量计算公式为P＝VOUT×ILED÷η0×(1-η1)，其中，ILED为上文所述的LED灯电流；

在ILED＝I0时，P_I0＝VOUT×I0÷η0×(1-η1)；

在ILED＝I1时，P_I1＝VOUT×I1÷η0×(1-η1)；

令没有温度电流曲线控制的LED照明系统在输出电流为I0、输出电压为VOUT时的温度为T_I0，则：

T_I0＝P_I0÷RT+TE，其中TE为环境温度。

令没有温度电流曲线控制的LED照明系统在输出电流为I1、输出电压为VOUT(LED灯电压随输出电流变化时变化很小，这里忽略输出电压变化)时的控制系统温度为T_I1，则：

T_I1＝P_I1÷RT+TE；

(T_I1－TE)÷(T_I0－TE)＝P_I1÷P_I0＝I1÷I0＝K3；

那么有以下公式1：(T_I1－TE)÷(T_I0－TE)＝I1÷I0＝K3。

公式1的意义在于：在输出电压相同的情况下，控制LED照明系统的温升与输出电流成正比。

对于一LED照明系统，若T1＜T_I0＜T2，则T_I1＜T2，T_I0＞T1，那么该系统从T2减小到T4再减小到T1的曲线中可以找到一点让系统稳定下来，同理，从T1增加到T2再增加到T3的曲线中也可以找到一点让系统稳定下来；若T_I0＜T1，那么该系统稳定；若T_I0＞T2，且T_I1＜T3，那么该系统从T2减小到T3的曲线中可以找到一点让系统稳定下来，同理，从T3减小到T4再减小到T1的曲线中也可以找到一点让系统稳定下来；若T_I1＞T3，那么该系统从T3增加到T5的曲线中可以找到一点让系统稳定下来。

基于以上对如图3所示的温度电流曲线的分析，该温度电流曲线在T1至T2至T3至T4至T1的曲线段中有至少一个简并点存在，使得LED照明系统在工作过程中不会闪灯。

作为本实用新型的一个实施例，进一步地给出了图3展示的温度电流曲线的简化版本，如图4所示，该曲线是在如图3所示的曲线基础上，令第二电流I2与第一电流I1相等得到。

参照图4，该曲线中，斜率K4＝I1÷I0，10％≤K4≤80％，保护了系统不会因温度过高而损坏。该曲线中，引入T2至T3的斜率控制、以及T4至T1的斜率控制，使LED照明系统的LED灯电流变化缓慢；引入I0和I1的迟滞电流，增强了抗干扰能力。

基于对图3所示的温度电流曲线的分析，同理地，图4所示的温度电流曲线在T1至T2至T3至T4至T1的曲线段中有至少一个简并点存在，使得LED照明系统在工作过程中不会闪灯。

作为本实用新型的一个实施例，进一步地给出了图3展示的温度电流曲线的另一简化版本，如图5所示，该曲线是在如图4所示的曲线基础上，令第三温度T3与第二温度T2相等得到。

参照图5，该曲线中，斜率K5＝I1÷I0，50％≤K5≤80％，且需满足表达式：(T1﹣TE)÷(T2﹣TE)≤K5，保护了系统不会因温度过高而损坏。该曲线中，引入T4至T1的斜率控制，使LED照明系统的LED灯电流变化缓慢；引入I0和I1的迟滞电流，增强了抗干扰能力；要求50％≤K5≤80％，(T1﹣TE)÷(T2﹣TE)≤K5，且对K5和T1、T2有严格要求，保证了LED照明系统的发热量引起的温升在T1至T2至T4至T1之间受控。

基于对图3所示的温度电流曲线的分析，同理地，图5所示的温度电流曲线在T1至T2至T4至T1的曲线段中有至少一个简并点存在，使得LED照明系统在工作过程中不会闪灯。

作为本实用新型的一个实施例，进一步地给出了图3展示的温度电流曲线的另一简化版本，如图6所示，该曲线是在如图4所示的曲线基础上，令第四温度T4与第一温度T1相等得到。

如图6所示LED照明系统温度电流控制曲线，是在如图3所示的曲线基础上，令I2＝I1，令T4＝T1得到。

参照图6，该曲线中，斜率K6＝I1÷I0，50％≤K6≤80％，且需满足表达式：(T1﹣TE)÷(T2﹣TE)≤K6，保护了系统不会因温度过高而损坏。该曲线中，引入T2至T3的斜率控制，使系统变化缓慢；引入I0和I1的迟滞电流，增强了抗干扰能力；要求50％≤K6≤80％，(T1﹣TE)÷(T2﹣TE)≤K6，且对K6和T1、T2有严格要求，保证了LED照明系统的发热量引起的温升在T1至T2至T3至T1之间受控。

基于对图3所示的温度电流曲线的分析，同理地，图6所示的温度电流曲线在T1至T2至T3至T1的曲线段中有至少一个简并点存在，使得LED照明系统在工作过程中不会闪灯。

作为本实用新型的一个实施例，进一步地给出了图3展示的温度电流曲线的简化版本，如图7所示，该曲线是在如图3所示的曲线基础上，令I2＝I1，令T4＝T1，令T3＝T2得到。

参照图7，该曲线中，斜率K7＝I1÷I0，60％≤K7≤80％，且需满足(T1﹣TE)÷(T2﹣TE)≤K7，保护了系统不会因温度过高而损坏；该曲线中，引入I0和I1的迟滞电流，增强了抗干扰能力；要求60％≤K7≤80％，(T1﹣TE)÷(T2﹣TE)≤K7，且对K7和T1、T2有严格要求，保证了LED照明系统的发热量引起的温升在T1至T2之间受控。

基于对图3所示的温度电流曲线的分析，同理地，图7所示的LED照明系统温度电流控制曲线在T1至T2至T1的温度电流曲线中有至少一个简并点存在，系使得LED照明系统在工作过程中不会闪灯。

采用本实用新型的LED照明系统温度电流控制曲线具体实施例之一：降压型LED照明控制系统的原理图如图8所示；

一种LED照明系统，包括一整流桥(D1-D4)、一输入电容CIN、一储能电感L0、一降压控制芯片100、一整流二极管D4、一负载电容CL、一采样电阻RCS、LED灯珠串200及一实时获取所述LED灯珠串200的温度的温度传感器(未图示)，所述整流桥(D1-D4)两输入端接电源，所述输入电容CIN连接在所述整流桥(D1-D4)的正、负输出端之间，所述降压控制芯片100的电源引脚(Vcc+、Gnd)分别接所述整流桥(D1-D4)的正、负输出端，所述降压控制芯片100的驱动引脚Out接所述整流二极管D4的阳极，所述降压控制芯片100的电流检测引脚CS通过所述采样电阻RCS接所述整流桥(D1-D4)的负输出端，所述整流二极管D4的阴极接所述整流桥(D1-D4)的正输出端，所述负载电容CL和所述储能电感L0串联后与所述整流二极管D4并联，所述LED灯珠串200的正极接所述整流桥(D1-D4)的正输出端，所述LED灯珠串200的负极接所述负载电容CL和所述储能电感L0的共接端；所述降压控制芯片100包括温度电流控制模块101，所述温度电流控制模块101用于：

在所述温度由初始温度T0升高至第二温度T2的过程中，控制所述LED灯珠串200的LED灯电流为初始电流I0，其中，初始温度T0为所述LED灯珠串200启动时的温度；

在所述温度由第二温度T2升高至第三温度T3的过程中，控制所述LED灯电流由初始电流I0下降至第一电流I1；

在所述温度由第三温度T3升高至第五温度T5的过程中，控制所述LED灯电流由第一电流I1下降至第二电流I2；

在所述温度由第三温度T3下降至第四温度T4的过程中，控制所述LED灯电流保持在第一电流I1；

在所述温度由第四温度T4下降至第一温度T1的过程中，控制所述LED灯电流由第一电流I1恢复至初始电流I0；

其中，T4小于T2，T1大于T0，I2比I0为第二比值，I1比I0为第一比值；所述第二比值小于或等于所述第一比值。

在更具体的实施方式中，降压控制芯片100还包括基准电压源102、逻辑控制模块103、驱动模块104、第一MOS管105、谷底检测模块106、峰值检测模块107，其中：

所述基准电压源102与所述降压控制芯片100的电源引脚(Vcc+、Gnd)连接，所述第一MOS管105的漏极接所述降压控制芯片100的驱动引脚Out，所述第一MOS管105的源极接所述降压控制芯片100的电流检测引脚CS；

所述谷底检测模块106连接在所述第一MOS管105的栅极和所述温度电流控制模块101之间，根据检测所述第一MOS管105的谷底信号输出到所述温度电流控制模块101；

所述温度电流控制模块101连接在所述谷底检测模块106和所述逻辑控制模块103之间，根据所述谷底信号输出谷底延迟时间信号至所述逻辑控制模块103；

所述峰值检测模块107连接在所述第一MOS管105的源极和所述逻辑控制模块103之间，检测所述第一MOS管105的峰值电流信号输出至所述逻辑控制模块103；

所述驱动模块104连接在所述逻辑控制模块103和所述第一MOS管105的栅极之间，所述驱动模块104逻辑控制模块103根据所述谷底延迟时间信号和所述峰值电流信号驱动所述第一MOS管105通断。

温度电流控制模块101包括第一迟滞比较器HYS1、第二迟滞比较器HYS2、一跨导放大器GM0、第一分压电阻R0、第二分压电阻R1、第三分压电阻R2、第四分压电阻R3、第一电容C0、第二电容C1、第一PTAT(Proportional To Absolute Temperature,与绝对温度成正比)电流源I10、第二PTAT电流源I11、一恒流源I12、一二极管D5、一稳压二极管Z0、第二MOS管M0、第三MOS管M1、一反相器INV0及一与门AND2；

所述第一迟滞比较器HYS1的正相输入端通过所述第一分压电阻R0接所述第一PTAT电流源I10，所述第一迟滞比较器HYS1的反相输入端接所述第二PTAT电流源I11，所述第一迟滞比较器HYS1的输出端接所述第二MOS管M0的栅极，所述第二MOS管M0的漏极通过所述第二分压电阻R1接所述第一迟滞比较器HYS1的正相输入端，所述第二MOS管M0的漏极还通过所述第三分压电阻R2接地，所述第二MOS管M0的源极接地；所述跨导放大器GM0的正相输入端接所述第一PTAT电流源I10，所述跨导放大器GM0的反相输入端接所述第二PTAT电流源I11和所述二极管D5的阳极，所述二极管D5的阴极接地，所述跨导放大器GM0的输出端接所述稳压二极管Z0的阴极和所述第二迟滞比较器HYS2的反相输入端，所述第四分压电阻R3和所述第一电容C0与所述稳压二极管Z0并联；所述第二迟滞比较器HYS2的正相输入端接所述恒流源I12和所述第三MOS管M1的漏极并通过所述第二电容C1接地，所述第二迟滞比较器HYS2的输入端接所述与门AND2的一输入端，所述与门AND2的另一输入端接所述反相器INV0的输入端，所述与门AND2的输出端作为温度电流控制模块101的输出端输出谷底延迟时间信号，所述反相器INV0的输出端接所述第三MOS管M1的栅极，所述第二MOS关的源极接地，所述反相器INV0的输入端作为温度电流控制模块101的输入端接入谷底检测信号。

具体的，交流电源输入AC信号，通过保险丝F0，由D0、D1、D2、D3组成的全桥整流之后，将电能储存在输入电容CIN中；输入电容CIN中的电能通过储能电感L0、降压控制芯片100、整流二极管D4进行降压，将电能传递至负载电容CL，负载电容CL中的电能对LED灯珠串200进行供电，达到驱动LED灯珠串200的目的；该降压型LED照明控制系统的最大输出电流由采样电阻RCS进行设置；该降压型LED照明控制系统的温度电流曲线由内部的温度电流控制(曲线)模块101进行设定。

PTAT电流I10通过分压电阻R1、R2、R0产生PTAT电压，输入到跨导放大器GM0的正相输入端；PTAT电流I11通过二极管D5产生CTAT(Complementary to absolute temperature，与绝对温度互补)电压，输入到跨导放大器GM0的反相输入端；跨导放大器GM0对PTAT电压和CTAT电压之差进行跨导放大，得到跨导电流IGM0，输入到分压电阻R3、电容C0、稳压管Z0，在电容C0上得到稳定的电压V0；恒定电流I12、电容C1、第二MOS管M1、迟滞比较器HYS2、反相器INV0、与门AND2对电压V0进行处理，得到时间谷底延迟时间信号T0，与V0的电压成正比；输入信号IN为谷底检测信号，输出信号OUT为谷底延迟时间信号；该电路通过增加谷底延迟时间，降低输出电流，得到温度电流控制曲线；第一迟滞比较器HYS1及第一MOS管M0及第三分压电阻R2组成迟滞控制，得到迟滞温度控制曲线。由温度电流控制曲线和迟滞温度控制曲线组合成本实用新型的LED照明系统温度电流控制曲线。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。