為了避免熱擊穿,，LED照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮組件的熱特性,。這在汽車照明等應(yīng)用中尤其重要,，在該應(yīng)用中,，較高的環(huán)境溫度和較長的工作時間會導(dǎo)致組件迅速老化,。

　　汽車照明技術(shù)的發(fā)展（驅(qū)動電流增加以及越來越小的封裝尺寸）使優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)既困難又必要,。較高的驅(qū)動電流將結(jié)溫提高到無法充分優(yōu)化散熱的程度,。因此,，必須創(chuàng)造一種在溫度過高時降低LED電流的方法,。

　　大多數(shù)汽車LED驅(qū)動器都具有電流調(diào)光功能。但是,，調(diào)光控制電路通常通過復(fù)雜的模擬或數(shù)字電路來控制,，這在最終應(yīng)用中通常會占用大量空間，并增加整個系統(tǒng)成本,。本文提出了一種基于NTC電阻（負(fù)溫度系數(shù)）的簡單電路解決方案,，該解決方案可根據(jù)溫度線性調(diào)節(jié)輸出電流。

　　圖1 MPQ2489 LED驅(qū)動器IC使用DIM引腳實(shí)現(xiàn)PWM和模擬調(diào)光。資料來源：MPS

　　圖1電路電路設(shè)計(jì)用于在溫度低于70°C時在驅(qū)動器中保持穩(wěn)定的標(biāo)稱輸出電流,。如果電路超過溫度閾值,，則輸出電流與溫度成準(zhǔn)線性關(guān)系，從而減小輸出電流以避免熱擊穿,，當(dāng)LED達(dá)到約120°C的最高額定溫度時,，該電流達(dá)到最小電流值。

　　感應(yīng)電路

　　作為示例,，本文采用了MPQ2489-AEC1,，這是一種60V，1 A汽車級降壓LED驅(qū)動器,，如圖1所示,。該驅(qū)動器同時實(shí)現(xiàn)了PWM和模擬調(diào)光，盡管在本應(yīng)用中僅使用后者,。要使用模擬調(diào)光功能,，必須在DIM引腳上施加0.3至2.5V的DC電壓。該電壓可以在250 mA和1.1 A之間線性調(diào)節(jié)LED電流（圖2）,。當(dāng)直流電壓介于0.3至1.25V之間時,，會產(chǎn)生250至550 mA之間的電流。

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　　圖2該模擬調(diào)光曲線由MPQ2489-AEC1降壓LED驅(qū)動器產(chǎn)生,。資料來源：MPS

　　使用NTC熱敏電阻（TDK的NTCG164BH103JTDS）感測溫度,，該熱敏電阻在分壓電阻器中實(shí)現(xiàn)。NTC電阻的變化會導(dǎo)致分壓器輸出端的電壓根據(jù)溫度而變化,。這會偏移DIM引腳上的電壓,，從而改變輸出電流,。

　　DIM引腳上施加的標(biāo)稱電壓由1.25V基準(zhǔn)電壓設(shè)置,。這樣可確保在低于70°C閾值的溫度下提供穩(wěn)定的輸入電壓。此外,，電阻分壓器的電源電壓使用250mW齊納二極管固定在6.2V,。

　　當(dāng)器件處于70°C或更低溫度時，參考電壓提供的1.25V電壓會限制DIM輸入,，并且LED會提供550 mA的電流,。一旦溫度超過70°C閾值,，電阻分壓器輸出就會降至1.25V以下,。然后,，DIM輸入遵循電阻分壓器配置文件，隨著溫度持續(xù)升高,，這會減小LED驅(qū)動電流,。

　　仿真可用于估算電路的運(yùn)行情況。此示例的仿真結(jié)果表明,，DIM電壓在高達(dá)溫度閾值的1.25V處穩(wěn)定,，然后呈指數(shù)下降，直到溫度達(dá)到120°C時達(dá)到0.3V的最小輸出（圖3）,。

　　圖3降壓LED驅(qū)動器執(zhí)行的模擬調(diào)光的模擬結(jié)果。資料來源：MPS

　　該系統(tǒng)的一個缺點(diǎn)是,，按照Steinhart-Hart公式（由公式1計(jì)算）,，NTC電阻如何隨溫度變化：

　　計(jì)算NTC電阻的公式

　　Steinhart-Hart方程表明溫度與NTC電阻值之間的關(guān)系是非線性的，因此電阻分壓器與溫度也具有非線性關(guān)系,。因此,，由于溫度引起的電流減小也是非線性的?？梢允褂霉?估算這種下降：

　　計(jì)算溫度引起的電流下降的方程式

　　盡管如此,，該電路還是提供了一種小型且簡單的解決方案來減小高溫下的LED驅(qū)動電流，從而提高了這些組件的預(yù)期壽命,。

　　結(jié)果驗(yàn)證

　　為了測試電路性能,，構(gòu)建了一個系統(tǒng)來模擬現(xiàn)實(shí)世界的用例（圖4）。 一個3Ω電阻替代LED,，該電阻通過在兩極之間施加電壓差來加熱,。然后，選擇的NTC是用導(dǎo)熱膏固定在電阻器上,，以確保最大程度地準(zhǔn)確地檢測電阻器/溫度,。最后，NTC連接到設(shè)計(jì)的電路,。通過改變電阻器的溫度（掃描提供給它的功率）,，獲得了DIM電壓曲線,。

　　圖4創(chuàng)建測試設(shè)置是為了模擬現(xiàn)實(shí)世界用例（例如汽車燈）的模擬調(diào)光,，該測試系統(tǒng)是為模擬現(xiàn)實(shí)用例而構(gòu)建的。資料來源：MPS

　　該測試是在25°C至145°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的,。圖5顯示達(dá)到了預(yù)期的電路性能,。當(dāng)溫度低于74°C（接近估計(jì)的70°C閾值）時，電路的輸出電壓（VDIM）保持穩(wěn)定在1.25V,。超過此溫度,，電壓在145°C下降至0.25V,。

　　圖5測試結(jié)果顯示了調(diào)光電壓隨溫度的變化 來源：MPS

　　圖6顯示，當(dāng)LED溫度低于74°C時,，獲得的驅(qū)動電流設(shè)置為100％,。一旦溫度超過該值，驅(qū)動電流就會變小,，LED變暗,，以減少散熱并抵消溫度上升的影響。該測試以及圖5中所示的測試確認(rèn)了設(shè)計(jì)的預(yù)期功能,。通過成功限制高溫下的輸出電流,，可以保護(hù)電路組件免受熱損壞。

　　圖6測試結(jié)果顯示驅(qū)動電流與溫度的關(guān)系 資料來源：MPS

　　本文演示了電路的實(shí)現(xiàn)方式如何通過使用簡單的感應(yīng)電路和大多數(shù)LED驅(qū)動器中預(yù)先存在的調(diào)光功能來控制LED的驅(qū)動電流,。該解決方案為汽車照明系統(tǒng)制造商提供了穩(wěn)定,，具有成本效益的選擇，可以顯著增加電路中組件的預(yù)期壽命,，同時僅占用很少的電路板空間,。本文中提出的電路可以相對容易地和廉價的材料清單應(yīng)用于許多現(xiàn)有的照明系統(tǒng)。

　　Xavier Ribas和Tomas Hudson是Monolithic Power Systems（MPS）的應(yīng)用工程師