[发明专利]恒温恒流LED驱动方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，特别涉及一种可以随使用环境温度变化自动调节LED的输出电流至最优的恒温恒流LED驱动方法和装置。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件，由于其具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，在照明领域得到广泛的应用。

但是如果环境温度过高，LED在高温下容易导致不可逆转的光衰，甚至造成损坏。如果保证在高温环境中，LED正常工作成为一个技术难题。目前，在外形尺寸，散热面积等散热条件受限制时，或者要求控制发热温度的应用环境中，通常需要通过降低电流来控制发热量。但是，由于各个应用环境不一样，到底降低多少电流才合适，是个难以把握的变量。降低过多会导致设备利用率不高和成本的浪费，降低过少会导致LED损坏。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种恒温恒流LED驱动方法，该方法可随当前环境温度变化自动调节LED的输出电流至最优，从而使得LED在适当的温度下工作。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

恒温恒流LED驱动方法，包括以下步骤：

步骤(1)：读取散热器的当前温度T[t]。

步骤(2)：计算当前温度T[t]与预设的目标温度SP之间的当前温度误差err[t]，并根据所述当前温度误差err[t]和上一周期温度误差err[t-1]，计算当前温度的比例误差ΔP、积分误差ΔI和微分误差ΔD。

步骤(3)：根据所述比例误差ΔP、积分误差ΔI和微分误差ΔD，计算电流控制信号误差ΔPWM。

步骤(4)：根据所述电流控制信号误差ΔPWM计算电流控制信号PWM[t]。

步骤(5)：重复步骤(1)-(4)，最终使得所述当前温度T[t]与预设的目标温度SP相同并保持动态平衡。

作为一种具体的实施例，在所述步骤(1)之前，还包括有：读取热敏模块的电压，根据所述热敏模块的电压计算出散热器的当前温度的步骤。

进一步地，所述步骤(2)中：当前温度误差err[t]的计算公式为：err[t]＝SP-T[t]；比例误差ΔP的计算公式为：ΔP＝Kp*err[t]；积分误差ΔI的计算公式为：ΔI＝Ki*integral[t]；微分误差ΔD的计算公式为：ΔD＝Kd*(err[t]-err[t-1])。

式中：Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数；为当前温度积分误差的积分值，integral[t-1]为上一周期温度积分误差的积分值。

进一步地，所述步骤(3)中电流控制信号误差ΔPWM的计算公式为：

ΔPWM＝ΔP+ΔI+ΔD＝Kp*err[t]+Ki*integral[t]+Kd*(err[t]-err[t-1])。

进一步地，所述步骤(4)中电流控制信号PWM[t]的计算公式为：

PWM[t]＝PWM[0]+ΔPWM；

式中：PWM[0]为预设的电流控制信号初值。

本发明的另一个发明目的是提供了一种恒温恒流LED驱动装置，该装置可随当前环境温度变化自动调节LED的输出电流至最优，从而使得LED在适当的恒温恒流下工作。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

恒温恒流LED驱动装置，包括有单片机控制模块，所述单片机控制模块包括有：

温度读取单元，用于读取散热器的当前温度T[t]。

第一计算单元，用于计算当前温度T[t]与预设的目标温度SP之间的当前温度误差err[t]，并根据所述当前温度误差err[t]和上一周期温度误差err[t-1]，计算当前温度的比例误差ΔP、积分误差ΔI和微分误差ΔD。

第二计算单元，用于根据所述比例误差ΔP、积分误差ΔI和微分误差ΔD，计算电流控制信号误差ΔPWM。

第三计算单元，用于根据所述电流控制信号误差ΔPWM计算电流控制信号PWM[t]。

重复执行单元，用于重复步骤(1)-(4)，最终使得所述当前温度T[t]与预设的目标温度SP相同并保持动态平衡。

作为一种具体实施例，该装置还包括有：与所述单片机控制模块电性连接的热敏模块，与所述单片机控制模块电性连接的DCDC恒流驱动模块，与所述DCDC恒流驱动模块电性连接的发光二极管LED。