大功率LED燈具散熱風(fēng)扇檢測電路深度解析

LED的壽命與其PN結(jié)的溫度成反比。在一些空間比較有限的大功率LED燈具里，降低LED的溫升無法靠使用更大體積的散熱片來實(shí)現(xiàn)，比如軌道燈，使用直流電風(fēng)扇強(qiáng)制散熱成了一種不得已而為之的選擇。近年來隨著制造工藝的不斷提高，電風(fēng)扇的壽命有所延長，甚至有的廠家聲稱電風(fēng)扇的的壽命要比LED的壽命還長。但不管怎樣，靠機(jī)械式接觸的電風(fēng)扇總讓人無法放心使用在可靠性要求很高的大功率LED燈具中，加入一個(gè)電風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測電路，在風(fēng)扇出現(xiàn)故障停轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)切斷主電路，保護(hù)LED不致于過熱損壞，這個(gè)思路可供評估。基于這種思路開發(fā)了一款散熱風(fēng)扇檢測的電路?？驁D如下：

　　下面闡述這種思路的原理

　　風(fēng)扇的主要失效方式有斷路和堵轉(zhuǎn)。

　　先來看看風(fēng)扇工作時(shí)的波形：

　　可以看出：風(fēng)扇工作的波形是一連串交變波形，電容耦合整流濾波后輸出一個(gè)直流電壓值，根據(jù)這個(gè)電壓的有無，可以區(qū)別風(fēng)扇工作是否正常。

　　風(fēng)扇從正常工作到堵轉(zhuǎn)的波形跳變見下圖。圖中黃色波形是風(fēng)扇波形，紅色波形是電容耦合整流濾波后的直流電壓波形。這個(gè)直流電壓值有3伏以上的壓差，這個(gè)壓差加到比較器輸入端，就可以在比較器輸出端得到一個(gè)放大后的信號，去控制電子開關(guān)的開與關(guān)?！　★L(fēng)扇斷路時(shí)沒有交變波形輸出，耦合整流濾波后的直流電壓為零，上面的分析同樣適用。

　　實(shí)際原理圖見下圖。圖中CON1的1-3PIN是LED恒流驅(qū)動(dòng)器36V直流輸出端，2-4接LED的正負(fù)極。CON2接24V1.5W直流電風(fēng)扇。LED選用10串10并的50W光源。如果驅(qū)動(dòng)電源盒光源參數(shù)不一樣，可以改變圖中R7及R71-R73值，并選用合適的電風(fēng)扇。

　　PCB圖及實(shí)物見下圖：

　　本案中的開關(guān)管選用VSS=40VRDS(ON)=0.004歐ID=162A的MOS管IRF1404，用于控制3.3A100W的LED，可以不裝散熱片長時(shí)間連續(xù)工作。如果使用更高功率的LED可考慮選用更高規(guī)格的MOS管，或者在MOS管上加裝散熱片。