基于DS1820的大功率LED驱动温度补偿电路设计

　　0 前言

　　随着LED商业、工业用途的不断扩展，大功率LED的散热问题成为设计应用的难题。大多数LED的驱动电源为不随温度变化的恒流源，当LED周围温度高于安全温度点时，工作电流就不在安全区内，这将大大缩短LED的使用寿命甚至引起直接损坏。为解决这一问题，很多厂商采

　　用传统的散热方法，即加装散热片。但由于长时间灰尘的积累或热导性的下降，使散热效果大大降低。同时，由于加装高导热的铝制散热片提高了使用成本，增加了体积。

　　本文采用数字温度传感器DS1820和单片机，利用温度补偿的原理，使LED工作在安全区边际，这样既满足在安全温度点内输出电流，输出功率工作在额定状态且恒定，而且在高于安全温度点输出电流按比例下降而进行负补偿，保证LED使用寿命。

　　1 DS1820简述

　　DS1820是Dallas半导体公司的数字化温度传感器，它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等特点，特别适合于构成多点温度测控系统。图1为DS1820的内部框图，它主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器(内含便笺式RAM)，用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码(CRC)发生器等七部分。

　　2 DS1820温度控制原理框图

　　有些照明产品需要一些智能控制，如一些高级路灯的应用，这些系统往往使用单片机对整个系统进行监视和控制。这时可利用原有的单片机控制系统加入温度补偿功能，即便在恶劣的环境下，如夏日曝晒，系统内的温度仍能得到很好的控制。控制电路框图如图2所示。图2所示温度检测部分采用DS1820可以同时检测芯片本身温度，相当于间接检测PCB温度，又能检测远端三极管温度，若将三极管与LED一同焊接在铝基板上便可以检测铝基板温度。DS1820将检测到的两种温度通过芯片内部的ADC进行转换，将温度的数字结果通过I2C总线的SDA数据线和SCL时钟线与单片机通信。当单片机接收到铝基板温度结果后与预设定的安全温度点阈值进行比对，当温度过高时启动温度补偿程序，通过PWM1按比例降低LED驱动器的输出电流。单片机同时监控PCB板温度，温度过高时通过PWM2信号线控制风扇，对PCB进行散热，确保板上的元器件尤其是电解电容的温度不会过高。

　　这种系统控制极大增强了系统的稳定性，并保证整体系统的使用寿命，实践证明系统内部温度得到很好的控制，但硬件成本较高，适于中高端领域的应用。