【導(dǎo)讀】對(duì)于一些空間有限的大功率LED燈具來說，靠機(jī)械式接觸的電風(fēng)扇總是讓人無法放心，如果能在散熱風(fēng)扇中加入一個(gè)檢測(cè)電路，當(dāng)風(fēng)扇故障時(shí)能夠自動(dòng)切斷電路，使LED不至于過熱損壞，這將大大提高LED燈具可靠性及使用壽命。基于這一思路，開發(fā)了這款散熱風(fēng)扇檢測(cè)電路。
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(zhǎng)，甚至有的廠家聲稱電風(fēng)扇的的壽命要比LED的壽命還長(zhǎng)。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(cè)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不至于過熱損壞，這個(gè)思路可供評(píng)估。基于這種思路開發(fā)了一款散熱風(fēng)扇檢測(cè)的電路。框圖如下：
圖1：大功率LED燈具散熱風(fēng)扇檢測(cè)電路設(shè)計(jì)框圖
散熱風(fēng)扇檢測(cè)電路的原理
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：
圖2：LED燈具散熱風(fēng)扇工作波形
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(hào)，去控制電子開關(guān)的開與關(guān)。
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風(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。
圖3：大功率LED燈具散熱風(fēng)扇斷路時(shí)波形
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24V 1.5W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。
圖4：大功率LED燈具散熱風(fēng)扇檢測(cè)電路設(shè)計(jì)原理圖
圖5：大功率LED燈具散熱風(fēng)扇檢測(cè)電路PCB圖及實(shí)物
本案中的開關(guān)管選用VSS=40V RDS（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(zhǎng)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。
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