如何用PTC热敏电阻实现LED照明设备过热保护？

并且，对普通LED元件将相对环境温度的容许电流作为标准予以强调。如果工作电流超过该容许电流，则会趋于劣化，降低寿命。如果按图3右图所示能够限制电流，则能够达到与LED元件的允许电流曲线一致的电流控制。

上例仅为采用“POSISTOR”的试制件。目前，村田制作所正在致力于开发在形状、电阻值、使电阻值上升的温度点等参数上最适合LED照明设备的“POSISTOR”。使用现有“POSISTOR”的方法

目前，将现有的“POSISTOR”与LED驱动芯片组合，能够实现与上述演示板所示完全相同的功能。图4为该电路的示意图。

图4：现有的芯片“POSISTOR”PRF系列与LED驱动器的组合

如左图所示，当LED驱动芯片具有温度检测用端口时，使用固定电阻和“POSISTOR”串联而组成的等效电阻的温度特性，能够实现过热保护功能。以下使用图5说明其原理。

左图表示现有的贴片型“POSISTOR PRF”系列的电阻温度特性。在25℃时的电阻值均为470Ω，但电阻值快速上升的初始温度根据品种而不同。如果将该PRF系歹J(RPTC)与3.0kΩ的固定电阻((R)串联，其等效电阻(R+RPTC)在温度25℃时可达到3.47kΩ。

图5：相对PRF系列电阻温度特性和温度的输出电压

对该等效电阻上施加3.3V(Vref)的恒定电压，用10kΩ的固定电阻(Rd)进行分压的分压电位(Vout)如右图所示。在室温附近为大致恒定的电压(约为0.85V)，一旦达到规定的温度，电压就急剧上升。例如，在使用PRF系列“BE”特性品时，当温度达到100℃，Vout就上升到2.75V。如果是“BC”特性品在120℃时，电压为2.75V。

LED驱动芯片将此类电压变化作为温度信息予以接受。例如，在接受的电压超过2.75V时，能够实现熄灭LED的关灯功能。由此可见，使用“POSISTOR”的优点为：驱动芯片侧电路和控制逻辑非常简单。通常，在此类过热检测电路中，根据LED和传感器元件的温度差，LED周围的散热机构的差异等影响，各照明设备的传感器元件所必须检测的温度会变化。对于这种温度变化，只要改变“POSISTOR”的品种就能够应对。而在驱动芯片侧的阈值电压的设定和温度检测逻辑电路等则完全相同。由于不需要在检测电路作任何变更，就能够节省设计的人工和时间。

另外，如果能够将右图所示的电压变化方式直接用于控制LED电流，则能够实现如同LED演示板所诠释的保护功能，即在所期望的温度值下快速有效限制LED电流，而又不会使LED完全熄灭。

另外，在如图4右图那样，在LED驱动芯片具有LED最大电流设定端口时，可利用图5左图那种电阻值变化方式，直接用于控制LED电流。即使不使用在LED演示板上那种“POSISTOR”试制品，使用现有的芯片“POSISTOR” PRF系列也可能实现完全相同的保护功能。

表1：芯片PRF系列“POSISTOR”规格表

表1是现有的贴片型“POSISTOR”PRF系列的规格参数表。

在本文中介绍的，将PRF系列与LED驱动芯片组合使用的方法已经在某些LED照明设备中采用。使用包含在开头所述的试制品而获得的此类简单的过热保护功能，对实现LED照明设备的低价化和确保安全性作出了贡献。