LED光源温度的检测方法与检测电路

摘要

本发明公开了一种LED光源温度的检测方法与检测电路，采用恒流源为LED光源的热敏电阻提供精确稳定的电流，避免了LED光源电源电压的波动对热敏电阻阻值计算的影响，提高了阻值计算的准确性，简化了阻值计算过程，从而得到LED光源的精确温度。

权利要求

1.一种LED光源温度的检测方法，其特征在于，包括步骤： 采用恒流源为LED光源的热敏电阻提供电流；

测量所述热敏电阻的压降；

根据所述恒流源输出的电流与所述热敏电阻的压降，计算所述热敏电阻的阻值； 根据热敏电阻阻值与温度的关系，获得所述热敏电阻的阻值对应的温度，再根据热敏电阻与LED光源的热阻与功率的关系，计算所述LED光源的温度， 在所述步骤测量所述热敏电阻的压降之前，对所述热敏电阻进行补偿校准，补偿校准的过程如下： 根据所述恒流源输出的电流和所述热敏电阻在预定温度下的阻值，计算所述热敏电阻的压降，得到理论值； 将所述LED光源在关闭状态下置于所述预定温度的恒温房内； 测量所述热敏电阻的压降，调节所述恒流源输出的电流，使所述热敏电阻压降的测量值与所述理论值相等， 所述恒流源按照调节后的电流为所述热敏电阻供电； 所述步骤计算所述热敏电阻的阻值所根据的电流为所述恒流源调节前输出的电流。

2.根据权利要求1所述的LED光源温度的检测方法，其特征在于，所述预定温度为

25℃。

3.根据权利要求1或2所述的LED光源温度的检测方法，其特征在于，采用差分放大电路测量所述热敏电阻的压降。

4.一种LED光源温度的检测电路，其特征在于，包括恒流源、压降测量电路、ADC转换电路和控制器， 所述恒流源与LED光源的热敏电阻串联；

所述压降测量电路用于测量所述热敏电阻的压降； 所述ADC转换电路用于对所述压降测量电路测得的压降进行模数转换； 所述控制器用于从所述ADC转换电路读取所述热敏电阻的压降，根据所述 恒流源输出的电流与所述热敏电阻的压降，计算所述热敏电阻的阻值，根据热敏电阻阻值与温度的关系，获得与计算出的所述热敏电阻的阻值对应的温度，再根据热敏电阻与LED光源的热阻与功率的关系，计算所述LED光源的温度， 所述控制器还用于调节所述恒流源输出的电流，使所述热敏电阻压降的测量值达到理论值， 所述测量值是在所述LED光源处于关闭状态并置于预定温度的恒温房内测量得来； 所述理论值是根据所述预定温度、所述恒流源调节前输出的电流及热敏电阻阻值与温度的关系计算得来。

5.根据权利要求4所述的LED光源温度的检测电路，其特征在于，所述预定温度为

25℃。

6.根据权利要求4或5所述的LED光源温度的检测电路，其特征在于，所述压降测量电路为差分放大电路。

7.根据权利要求4或5所述的LED光源温度的检测电路，其特征在于，所述恒流源串接在所述热敏电阻与参考地之间。

说明书

LED光源温度的检测方法与检测电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种LED光源温度检测方法与检测电路。

背景技术

[0002] LED因具有环保、节能、寿命长等优点而被视为21世纪照明光源，LED光源已经逐渐取代传统光源在各种照明灯具上大量应用。在投影机行业中，LED光源也逐渐应用并代替现有UHP灯泡成为新一代的光源。

[0003] 在采用R/G/B LED光源的投影机中，为了保证投影机最终的输出亮度达到用户的使用要求，R/G/B LED光源的功率比较大，一般用于投影机的LED的光源功率都达100多瓦，脉冲电流高达36A。在这么大的功率下，R/G/B LED光源的发热量会很大。而LED的使用寿命与其工作温度有直接的关系，当温度超过一定值后，其亮度会大大下降，寿命也大大下降，故障率大大增加。所以，大功率LED光源厂家在设计这种投影机用LED时，都会将R/G/B LED封装在一块比较大的铜基板上。这样有利于LED的散热，同时在这块铜基板上会再安放热敏电阻，方便下游厂家使用时这种大功率LED光源时可以实时检测LED的工作温度。通过实时获取LED光源工作时的温度，系统控制器再根据此温度调整散热系统的散热效能，保证LED光源的工作温度在合适范围内。从而保证LED光源的寿命。 [0004] 图1所示是一种现有投影机所用R/G/B LED光源温度检测电路。投影机工作过程中，可以通过控制器配合外围温度检测电路，实时检测获取R/G/B LED光源的工作温度。以R LED光源温度检测为例，在投影机工作时，控制器通过ADC模数转换电路，可以获取A点的电压，假设为UA。获知UA后，就可以采用式(1)，通过电阻RS1阻值及VCC电源电压，计算出此时热敏电阻的阻值RT1。

[0005]

[0006] 计算出RT1后，就可以查表（在热敏电阻规格书中有RT阻值与温度对应关系表）获得此时热敏电阻的温度，通过热敏电阻与R LED光源的热阻及功率关系，就可以计算出此时R LED光源的温度。同理可以获取G LED和B LED光源的温度。

[0007] 以上检测电路的缺点：

[0008] 1、检测准确度比较低，因为由式（1）可知，计算出的RT1的阻值受VCC精度及稳定性的影响，而VCC供RT1的同时也供给大电流工作的R/G/B LED光源。工作时，VCC会有波动。所以，就算采用高精度的ADC保证检测到UA的精度，但由于VCC的波动，最终会影响计算出的RT1值。

[0009] 2、R/G/B LED光源所采用热敏电阻虽然是相同规格的，但是各个热敏电阻之间阻值与温度的关系会有差异，所以，根据规格书中所列阻值与温度的关系查到的热敏电阻的温度与其实际温度存在误差。

[0010] 检测电路的上述两个缺点造成LED光源温度的检测精度不高。

发明内容

[0011] 本发明提出了一种LED光源温度的检测方法与检测电路，以提高LED光源温度的检测精度。

[0012] 一种LED光源温度的检测方法，包括步骤：

[0013] 采用恒流源为LED光源的热敏电阻提供电流；

[0014] 测量所述热敏电阻的压降；

[0015] 根据所述恒流源输出的电流与所述热敏电阻的压降，计算所述热敏电阻的阻值； [0016] 根据热敏电阻阻值与温度的关系，获得所述热敏电阻的阻值对应的温度，再根据热敏电阻与LED光源的热阻与功率的关系，计算所述LED光源的温度。

[0017] 一种LED光源温度的检测电路，包括恒流源、压降测量电路、ADC转换电路和控制器，

[0018] 所述恒流源与LED光源的热敏电阻串联；

[0019] 所述压降测量电路用于测量所述热敏电阻的压降；

[0020] 所述ADC转换电路用于对所述压降测量电路测得的压降进行模数转换； [0021] 所述控制器用于从所述ADC转换电路读取所述热敏电阻的压降，根据所述恒流源输出的电流与所述热敏电阻的压降，计算所述热敏电阻的阻值，根据热敏电阻阻值与温度的关系，获得与计算出的所述热敏电阻的阻值对应的温度，再根据热敏电阻与LED光源的热阻与功率的关系，计算所述LED光源的温度。

[0022] 本发明LED光源温度的检测方法与检测电路，采用恒流源为LED光源的热敏电阻提供精确稳定的电流，避免了LED光源电源电压的波动对热敏电阻阻值计算的影响，提高了阻值计算的准确性，简化了阻值计算过程，从而得到LED光源的精确温度。 附图说明

[0023] 图1为现有LED光源温度检测电路示意图；

[0024] 图2为本发明LED光源温度的检测方法的流程示意图；

[0025] 图3为本发明LED光源温度的检测电路的一个实施例的电路示意图。 具体实施方式

[0026] 本发明为了避免电源电压不稳定对热敏电阻阻值计算的影响，对LED光源的外围检测电路进行了改进，采用恒流源供给热敏电阻恒定的电流，从而提高了LED光源温度的检测精度。下面结合附图与实施例详细解释本发明。

[0027] 本发明LED光源温度的检测方法，如图2所示，包括以下步骤： [0028] 步骤S1、采用恒流源为LED光源的热敏电阻提供电流；

[0029] 步骤S2、测量所述热敏电阻的压降；

[0030] 步骤S3、根据所述恒流源输出的电流与所述热敏电阻的压降，计算所述热敏电阻的阻值；

[0031] 步骤S4、根据热敏电阻阻值与温度的关系，获得所述热敏电阻的阻值对应的温度，再根据热敏电阻与LED光源的热阻与功率的关系，计算所述LED光源的温度。 [0032] 采用恒流源为热敏电阻供电后，流过热敏电阻的电流I恒定，则只需测出热 敏电阻两端的电压差，即可根据欧姆定律计算出热敏电阻的阻值。R/G/B三种颜色的光源对应的热敏电阻阻值的计算过程相同，以R LED光源为例，其热敏电阻RT1的阻值计算公式如下： [0033]

[0034] 上式中，I表示恒流源输出的电流，或者说热敏电阻RT1的电流，URT1表示热敏电阻RT1两端的压降。

[0035] 计算得到RT1的阻值，就可以根据热敏电阻规格书查表得到对应的温度值，通过热敏电阻与R LED光源的热阻及功率关系，就可以计算出此时R LED光源的温度。 [0036] 热敏电阻规格书中所列阻值与温度的对应关系是以基准热敏电阻的参数为标准测量得来，LED光源的热敏电阻虽然与基准热敏电阻的规格相同，但阻值与温度之间的关系仍存在细微差异，导致查表得来的热敏电阻的温度并不准确，对提高光源温度的检测精度不利。为此，本发明增加了对热敏电阻进行补偿校准的步骤，以消除LED光源的热敏电阻与规格书中基准热敏电阻的差异。

[0037] 补偿校准的实质是通过电流补偿使热敏电阻两端的压降达到规格书的标准，即使测量值与理论值相等，所采用的恒流源是具有微调功能的恒流源。补偿校准的具体过程如下：通过热敏电阻的规格书，查询到与LED光源的热敏电阻相同规格的热敏电阻在预定温度(通常选择25℃)下的标准阻值，记为R25℃。假定恒流源电路的电流设定为I，通过这两个参数，就可以计算出热敏电阻RT在25℃状态下标准的压降U25℃，U25℃=R25℃×I。然后，将需要校准的投影机放置在25℃的恒温房里面，此时投影机不开机，目的是使投影机R/G/B LED光源的温度与环境温度一致，也即为25℃。最后，开启恒流源电路，但不点亮R/G/BLED光源，用仪表测试热敏电阻两端的压降URT1，同时调整恒流源的输出电流的大小，使得此时仪表测试到的电压值URT1=U25℃。这就完成了R LED光源热敏电阻检测电路的补偿校准。此后，恒流源按照调整后的电流为热敏电阻提供电流，但计算热敏电阻的阻值时，仍采用调整前的电流。

[0038] 作为一个优选的实施例，采用差分放大电路测量所述热敏电阻两端的压降。 [0039] 本发明LED光源温度的检测电路，包括恒流源、压降测量电路、ADC转换电路和控制器。所述恒流源与LED光源的热敏电阻串联；所述压降测量电路的输入端与热敏电阻并联，输出端接所述ADC转换电路，用于测量所述热敏电阻的压降；所述ADC转换电路在所述控制器的控制下对所述压降测量电路测得的压降进行模数转换；所述控制器从所述ADC转换电路读取所述热敏电阻的压降，根据所述恒流源输出的电流与所述热敏电阻的压降，计算所述热敏电阻的阻值，根据热敏电阻阻值与温度的关系，获得与计算出的所述热敏电阻的阻值对应的温度，再根据热敏电阻与LED光源的热阻与功率的关系，计算所述LED光源的温度。

[0040] 为了消除热敏电阻的个体差异，所述控制器还用于调节所述恒流源输出的电流，使所述热敏电阻压降的测量值达到理论值，

[0041] 所述测量值是在所述LED光源处于关闭状态并置于预定温度的恒温房内测量得来；

[0042] 所述理论值是根据所述预定温度、所述恒流源调节前输出的电流及热敏电阻阻值与温度的关系计算得来。

[0043] 作为一个优选的实施例，所述预定温度为25℃。

[0044] 作为一个优选的实施例，所述压降测量电路为差分放大电路。 [0045] 作为一个优选的实施例，所述恒流源串接在所述热敏电阻与参考地之间。 [0046] 基于以上优选的实施例，本检测电路的具体电路图如图3所示。将本发明的检测方法应用到本发明的检测电路上，即可精确地检测出LED光源的温度，为后续散热工作提供数据支持。

[0047] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。