一种用于汽车照明的LED热管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于汽车照明的LED热管理系统，主要解决现有LED热管理系统散热效果差，可靠性低的问题。它包括LED发光单元1、可控恒流驱动单元2、转速可控散热风扇3、LED温度检测单元4、驱动温度检测单元5和微控制单元6；LED温度检测单元4设于LED发光单元1上，LED发光单元1上连接有可控恒流驱动单元2，可控恒流驱动单元2上设有驱动温度检测单元5，LED温度检测单元4和驱动检测单元5连接到微控制单元6，温控制单元6接到转速可控散热风扇3和可控恒流驱动单元2，转速可控散热风扇3为LED发光单元1散热。本发明专利技术采用智能实时控制多条负反馈环路的方式，实现了高效高可靠性的LED热管理系统，保障了行车安全。

A LED heat management system for automobile lighting

The invention discloses a LED heat management system for automobile lighting, which mainly solves the problem of poor heat dissipation effect and low reliability of the existing LED thermal management system. It includes the LED light emitting unit 1, controllable constant current drive unit 2, 3 speed controllable cooling fan and LED temperature detection unit 4, driving the temperature detection unit 5 and 6 micro control unit; LED temperature detection unit 4 is arranged on the LED light emitting unit 1, the LED light emitting unit 1 is connected with a controllable constant current drive unit 2. Controllable constant current drive unit 2 is provided with a driving temperature detection unit 5, LED temperature detection unit 4 and unit 5 is connected to the drive detection of micro control unit 6, temperature control unit 6 to 3 speed controllable cooling fan and controllable constant current drive unit 2, 3 speed controllable cooling fan for LED unit 1 radiating light. The invention adopts the intelligent real-time control multiple negative feedback loop, and realizes the high efficiency and high reliability LED thermal management system, and ensures the driving safety.

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车照明的LED热管理系统
本专利技术涉及电子电路
，特别是一种用于汽车照明的LED热管理系统。
技术介绍
发光二极管LED与传统光源一样，在工作期间也会产生热量，且发光效率越高，产生的热量越少。目前LED将电能转化为光能的效率大概只能达到30％到40％，其余的能量主要以电子和空穴的非辐射复合发生的点阵振动的形式转化为热能。作为半导体器件中的一种，LED的使用寿命会随着温度的升高而降低，且过高的温度会降低LED的发光效率甚至导致其损坏。因此，控制好LED的工作温度是至关重要的。在小功率LED照明的应用中，为保证其处在相对低的工作温度，通常会为其配备一个较大的散热块；而在大功率LED照明的应用中，常用的做法是为其配备散热风扇以加快散热速度，从而降低LED的工作温度。在汽车照明应用中，LED的工作环境更加恶劣，不仅汽车的发动机会带来额外的热量，而且考虑到密封防水等要求，LED通常需要工作在一个密闭的空间内，即便配备有风扇的散热也很难降低LED的工作温度。此外，与传统光源不同的是，LED是典型的非线性元器件，当加在LED两端的电压较低时，LED处于截止状态；而当电压大于特定的值时，LED就会导通发光，此时电压微小的变化就会导致电流的巨大变化，若不对电流加以限制则LED很容易因过流而损坏，因此LED需要由特殊的恒流驱动电路进行驱动，而恒流驱动电路也会受到电能转换效率的限制而产生多余的热量，不仅会造成LED工作温度的增加也可能导致其驱动电路自身的损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有LED热管理系统的不足，提出了一种用于汽车照明的LED热管理系统，以控制LED及其恒流驱动电路工作在合理的温度范围内，延长LED的使用寿命，确保行车安全。为实现上述目的，本专利技术包括LED发光单元1、可控恒流驱动单元2、转速可控散热风扇3、LED温度检测单元4、驱动温度检测单元5和微控制单元6；其特征在于：LED温度检测单元4设于LED发光单元1上，用于检测LED发光单元2上的温度并得到温度信号TL，LED发光单元1上连接有可控恒流驱动单元2，用于控制LED发光单元1的电流，可控恒流驱动单元2上设有驱动温度检测单元5，用于检测可控恒流驱动单元2上的温度并得到温度信号TD，温度信号TL和温度信号TD连接到微控制单元6并分别乘以权重系数α1和α2，其中0≤α1≤1且0≤α2≤1，微控制单元6通过对比TL*α1与TD*α2的值并经过逻辑运算得到转速控制信号S和电流控制信号C，转速控制信号S连接到转速可控散热风扇3，用于控制转速可控散热风扇3的转速线性连续地变化为LED发光单元1散热，并将其实际的转速数据回传到微控制单元6，电流控制信号C连接到可控恒流驱动单元2，用于控制可控恒流驱动单元2的输出电流I线性连续地变化。所述的LED发光单元1、LED温度检测单元4、微控制单元6和转速可控散热风扇3构成第一负反馈环路，所述的LED发光单元1，LED温度检测单元4，微控制单元6和可控恒流驱动单元2构成第二负反馈环路，所述的可控恒流驱动单元2，驱动温度检测单元5和微控制单元6构成第三负反馈环路，多条负反馈环路相互叠加保障LED发光单元1与可控恒流驱动单元2均能工作在可控的温度范围内，进而实现LED热管理系统的稳定可靠，即三条负反馈环路中有任何一环出现故障均可通过其他负反馈环路继续维持系统的稳定运行从而保障行车安全。所述的第一负反馈环路，当LED发光单元1的温度上升时，LED温度检测单元4采样到温度的变化并输出温度信号TL到微控制单元6，微控制单元6经过逻辑运算得到转速控制信号S并控制转速可控散热风扇3的转速线性连续地升高，从而抑制LED发光单元1的温度上升趋势，以保障LED发光单元1处于可控的工作温度范围内；反之，当LED发光单元1的温度下降时，LED温度检测单元4采样到温度的变化并输出温度信号TL到微控制单元6，微控制单元6经过逻辑运算得到转速控制信号S并控制转速可控散热风扇3的转速线性连续地降低，从而达到降低功耗节能环保的目的。所述的温度信号TL乘以权重系数α1得到温度数值TL*α1，当其低于最低转速调节门限T1时，转速可控散热风扇3处于最低转速状态并以最低功耗模式运行，当温度数值TL*α1高于最低转速调节门限T1且低于最高转速调节门限T2时，转速可控散热风扇3的转速随着温度数值TL*α1的增大而加快，当温度数值TL*α1达到或高于最高转速调节门限T2时，转速可控散热风扇3处于最高转速状态。所述的第二负反馈环路，当LED发光单元1的温度上升时，LED温度检测单元4采样到温度的变化并输出温度信号TL到微控制单元6，微控制单元6经过逻辑运算得到电流控制信号C并控制可控恒流驱动单元2的输出电流线性连续地减小，从而降低LED发光单元1的功率，进而降低LED发光单元1的发热量，达到抑制LED发光单元1的温度的上升趋势的目的，以保障LED发光单元1处于可控的工作温度范围内，与此同时可控恒流驱动单元2的发热量也会降低，抑制了整个热管理系统的温度上升趋势的同时也从侧面抑制了LED发光单元1的温度上升趋势；反之，当LED发光单元1的温度下降时，LED温度检测单元4采样到温度的变化并输出温度信号TL到微控制单元6，微控制单元6经过逻辑运算得到电流控制信号C并控制可控恒流驱动单元2的输出电流线性连续地增大，保障了LED发光单元1处在可控的温度范围内并尽可能的增加LED发光单元1的亮度保障行车安全。所述的温度信号TL乘以权重系数α1得到温度数值TL*α1，当其低于最高转速调节门限T2时，可控恒流驱动单元2的输出电流I达到最大电流值IMAX，当温度数值TL*α1高于最高转速调节门限T2且低于最高亮度调节门限T3时，可控恒流驱动单元2的输出电流I随着温度数值TL*α1的增大而减小，当温度数值TL*α1达到或高于最高亮度调节门限T3时，可控恒流驱动单元2的输出电流I降低到最小值IMIN，使得LED发光单元1处于最低亮度，在保障最基本的照明功能的同时提醒驾驶员注意照明系统的异常状态保障行车安全。所述的第三负反馈环路，当可控恒流驱动单元2的温度上升时，驱动温度检测单元5采样到温度的变化并输出温度信号TD到微控制单元6，微控制单元6经过逻辑运算得到电流控制信号C，并控制可控恒流驱动单元2的输出电流线性连续地减小，从而降低可控恒流驱动单元2的输出功率并降低电能转换过程中所产生的热量，以保障可控恒流驱动单元2处于可控的工作温度范围内；反之当可控恒流驱动单元2的温度降低时，驱动温度检测单元5采样到温度的变化并输出温度信号TD到微控制单元6，微控制单元6经过逻辑运算得到电流控制信号C，并控制可控恒流驱动单元2的输出电流线性连续地增大，以在可控的工作温度范围内为LED发光单元1提供尽可能大的电流，增加LED发光单元1的亮度以保障行车安全。所述的微控制单元6通过对权重系数α1和α2的实时调节实现对于第一负反馈环路、第二负反馈环路和第三负反馈环路的动态配比，从而达到对LED发光单元1和可控恒流驱动单元2的工作温度进行实时智能控制的目的，以提高热管理系统的可靠性并最大限度地提升对于行车安全的保障。当微控制单元6检测到转速可控散热风扇3的转速由于老化或损坏等原因达不到微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车照明的LED热管理系统，包括LED发光单元(1)、可控恒流驱动单元(2)、转速可控散热风扇(3)、LED温度检测单元(4)、驱动温度检测单元(5)和微控制单元(6)；其特征在于：LED温度检测单元(4)设于LED发光单元(1)上，用于检测LED发光单元(2)上的温度并得到温度信号TL，LED发光单元(1)上连接有可控恒流驱动单元(2)，用于控制LED发光单元(1)的电流，可控恒流驱动单元(2)上设有驱动温度检测单元(5)，用于检测可控恒流驱动单元(2)上的温度并得到温度信号TD，温度信号TL和温度信号TD连接到微控制单元(6)并分别乘以权重系数α1和α2，其中0≤α1≤1且0≤α2≤1，微控制单元(6)通过对比TL*α1与TD*α2的值并经过逻辑运算得到转速控制信号S和电流控制信号C，转速控制信号S连接到转速可控散热风扇(3)，用于控制转速可控散热风扇(3)的转速线性连续地变化为LED发光单元(1)散热，并将其实际的转速数据回传到微控制单元6，电流控制信号C连接到可控恒流驱动单元(2)，用于控制可控恒流驱动单元(2)的输出电流I线性连续地变化。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车照明的LED热管理系统，包括LED发光单元(1)、可控恒流驱动单元(2)、转速可控散热风扇(3)、LED温度检测单元(4)、驱动温度检测单元(5)和微控制单元(6)；其特征在于：LED温度检测单元(4)设于LED发光单元(1)上，用于检测LED发光单元(2)上的温度并得到温度信号TL，LED发光单元(1)上连接有可控恒流驱动单元(2)，用于控制LED发光单元(1)的电流，可控恒流驱动单元(2)上设有驱动温度检测单元(5)，用于检测可控恒流驱动单元(2)上的温度并得到温度信号TD，温度信号TL和温度信号TD连接到微控制单元(6)并分别乘以权重系数α1和α2，其中0≤α1≤1且0≤α2≤1，微控制单元(6)通过对比TL*α1与TD*α2的值并经过逻辑运算得到转速控制信号S和电流控制信号C，转速控制信号S连接到转速可控散热风扇(3)，用于控制转速可控散热风扇(3)的转速线性连续地变化为LED发光单元(1)散热，并将其实际的转速数据回传到微控制单元6，电流控制信号C连接到可控恒流驱动单元(2)，用于控制可控恒流驱动单元(2)的输出电流I线性连续地变化。2.根据权利要求1所述的LED热管理系统，其特征在于所述的LED发光单元(1)、LED温度检测单元(4)、微控制单元(6)和转速可控散热风扇(3)构成第一负反馈环路，所述的LED发光单元(1)，LED温度检测单元(4)，微控制单元(6)和可控恒流驱动单元(2)构成第二负反馈环路，所述的可控恒流驱动单元(2)，驱动温度检测单元(5)和微控制单元(6)构成第三负反馈环路，多条负反馈环路相互叠加保障LED发光单元(1)与可控恒流驱动单元(2)均能工作在可控的温度范围内，进而实现LED热管理系统的稳定可靠，即三条负反馈环路中有任何一环出现故障均可通过其他负反馈环路继续维持系统的稳定运行从而保障行车安全。3.根据权利要求2所述的LED热管理系统，其特征在于所述的第一负反馈环路，当LED发光单元(1)的温度上升时，LED温度检测单元(4)采样到温度的变化并输出温度信号TL到微控制单元(6)，微控制单元(6)经过逻辑运算得到转速控制信号S并控制转速可控散热风扇(3)的转速线性连续地升高，从而抑制LED发光单元(1)的温度上升趋势，以保障LED发光单元(1)处于可控的工作温度范围内；反之，当LED发光单元(1)的温度下降时，LED温度检测单元(4)采样到温度的变化并输出温度信号TL到微控制单元(6)，微控制单元(6)经过逻辑运算得到转速控制信号S并控制转速可控散热风扇(3)的转速线性连续地降低，从而达到降低功耗节能环保的目的。4.根据权利要求3所述的第一负反馈环路，其特征在于所述的温度信号TL乘以权重系数α1得到温度数值TL*α1，当其低于最低转速调节门限T1时，转速可控散热风扇(3)处于最低转速状态并以最低功耗模式运行，当温度数值TL*α1高于最低转速调节门限T1且低于最高转速调节门限T2时，转速可控散热风扇(3)的转速随着温度数值TL*α1的增大而加快，当温度数值TL*α1达到或高于最高转速调节门限T2时，转速可控散热风扇(3)处于最高转速状态。5.根据权利要求2所述的LED热管理系统，其特征在于所述的第二负反馈环路，当LED发光单元(1)的温度上升时，LED温度检测单元(4)采样到温度的变化并输出温度信号TL到微控制单元(6)，微控制单元(6)经过逻辑运算得到电流控制信号C并控制可控恒流驱动单元(2)的输出电流线性连续地减小，从而降低LED发光单元(1)的功率，进而降低LED发光单元(1)的发热量，达到抑制LED发光单元(1)的温度的上升趋势的目的，以保障LED发光单元(1)处于可控的工作温度范围内，与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌杰，沈国野，韩杰，
申请(专利权)人：嘉兴米石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33