如何用PTC熱敏電阻實現LED照明設備過熱保護？

并且，對普通LED元件將相對環境溫度的容許電流作為標準予以強調。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在形狀、電阻值、使電阻值上升的溫度點等參數上最適合LED照明設備的“POSISTOR”。使用現有“POSISTOR”的方法

目前，將現有的“POSISTOR”與LED驅動芯片組合，能夠實現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：現有的芯片“POSISTOR”PRF系列與LED驅動器的組合

如左圖所示，當LED驅動芯片具有溫度檢測用端口時，使用固定電阻和“POSISTOR”串聯而組成的等效電阻的溫度特性，能夠實現過熱保護功能。以下使用圖5說明其原理。

左圖表示現有的貼片型“POSISTOR PRF”系列的電阻溫度特性。在25℃時的電阻值均為470Ω，但電阻值快速上升的初始溫度根據品種而不同。如果將該PRF系歹J(RPTC)與3.0kΩ的固定電阻((R)串聯，其等效電阻(R+RPTC)在溫度25℃時可達到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)，一旦達到規定的溫度，電壓就急劇上升。例如，在使用PRF系列“BE”特性品時，當溫度達到100℃，Vout就上升到2.75V。如果是“BC”特性品在120℃時，電壓為2.75V。

LED驅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，能夠實現熄滅LED的關燈功能。由此可見，使用“POSISTOR”的優點為：驅動芯片側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LED和傳感器元件的溫度差，LED周圍的散熱機構的差異等影響，各照明設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”的品種就能夠應對。而在驅動芯片側的閾值電壓的設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，就能夠節省設計的人工和時間。

另外，如果能夠將右圖所示的電壓變化方式直接用于控制LED電流，則能夠實現如同LED演示板所詮釋的保護功能，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驅動芯片具有LED最大電流設定端口時，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，使用現有的芯片“POSISTOR” PRF系列也可能實現完全相同的保護功能。

表1：芯片PRF系列“POSISTOR”規格表

表1是現有的貼片型“POSISTOR”PRF系列的規格參數表。

在本文中介紹的，將PRF系列與LED驅動芯片組合使用的方法已經在某些LED照明設備中采用。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功能，對實現LED照明設備的低價化和確保安全性作出了貢獻。