如何用PTC熱敏電阻實(shí)現(xiàn)LED照明設(shè)備過熱保護(hù)？

并且，對普通LED元件將相對環(huán)境溫度的容許電流作為標(biāo)準(zhǔn)予以強(qiáng)調(diào)。如果工作電流超過該容許電流，則會趨于劣化，降低壽命。如果按圖3右圖所示能夠限制電流，則能夠達(dá)到與LED元件的允許電流曲線一致的電流控制。

上例僅為采用“POSISTOR”的試制件。目前，村田制作所正在致力于開發(fā)在形狀、電阻值、使電阻值上升的溫度點(diǎn)等參數(shù)上最適合LED照明設(shè)備的“POSISTOR”。使用現(xiàn)有“POSISTOR”的方法

目前，將現(xiàn)有的“POSISTOR”與LED驅(qū)動芯片組合，能夠?qū)崿F(xiàn)與上述演示板所示完全相同的功能。圖4為該電路的示意圖。

圖4：現(xiàn)有的芯片“POSISTOR”PRF系列與LED驅(qū)動器的組合

如左圖所示，當(dāng)LED驅(qū)動芯片具有溫度檢測用端口時(shí)，使用固定電阻和“POSISTOR”串聯(lián)而組成的等效電阻的溫度特性，能夠?qū)崿F(xiàn)過熱保護(hù)功能。以下使用圖5說明其原理。

左圖表示現(xiàn)有的貼片型“POSISTOR PRF”系列的電阻溫度特性。在25℃時(shí)的電阻值均為470Ω，但電阻值快速上升的初始溫度根據(jù)品種而不同。如果將該P(yáng)RF系歹J(RPTC)與3.0kΩ的固定電阻((R)串聯(lián)，其等效電阻(R+RPTC)在溫度25℃時(shí)可達(dá)到3.47kΩ。

圖5：相對PRF系列電阻溫度特性和溫度的輸出電壓

對該等效電阻上施加3.3V(Vref)的恒定電壓，用10kΩ的固定電阻(Rd)進(jìn)行分壓的分壓電位(Vout)如右圖所示。在室溫附近為大致恒定的電壓(約為0.85V)，一旦達(dá)到規(guī)定的溫度，電壓就急劇上升。例如，在使用PRF系列“BE”特性品時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到100℃，Vout就上升到2.75V。如果是“BC”特性品在120℃時(shí)，電壓為2.75V。

LED驅(qū)動芯片將此類電壓變化作為溫度信息予以接受。例如，在接受的電壓超過2.75V時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)熄滅LED的關(guān)燈功能。由此可見，使用“POSISTOR”的優(yōu)點(diǎn)為：驅(qū)動芯片側(cè)電路和控制邏輯非常簡單。通常，在此類過熱檢測電路中，根據(jù)LED和傳感器元件的溫度差，LED周圍的散熱機(jī)構(gòu)的差異等影響，各照明設(shè)備的傳感器元件所必須檢測的溫度會變化。對于這種溫度變化，只要改變“POSISTOR”的品種就能夠應(yīng)對。而在驅(qū)動芯片側(cè)的閾值電壓的設(shè)定和溫度檢測邏輯電路等則完全相同。由于不需要在檢測電路作任何變更，就能夠節(jié)省設(shè)計(jì)的人工和時(shí)間。

另外，如果能夠?qū)⒂覉D所示的電壓變化方式直接用于控制LED電流，則能夠?qū)崿F(xiàn)如同LED演示板所詮釋的保護(hù)功能，即在所期望的溫度值下快速有效限制LED電流，而又不會使LED完全熄滅。

另外，在如圖4右圖那樣，在LED驅(qū)動芯片具有LED最大電流設(shè)定端口時(shí)，可利用圖5左圖那種電阻值變化方式，直接用于控制LED電流。即使不使用在LED演示板上那種“POSISTOR”試制品，使用現(xiàn)有的芯片“POSISTOR” PRF系列也可能實(shí)現(xiàn)完全相同的保護(hù)功能。

表1：芯片PRF系列“POSISTOR”規(guī)格表

表1是現(xiàn)有的貼片型“POSISTOR”PRF系列的規(guī)格參數(shù)表。

在本文中介紹的，將PRF系列與LED驅(qū)動芯片組合使用的方法已經(jīng)在某些LED照明設(shè)備中采用。使用包含在開頭所述的試制品而獲得的此類簡單的過熱保護(hù)功能，對實(shí)現(xiàn)LED照明設(shè)備的低價(jià)化和確保安全性作出了貢獻(xiàn)。