【導讀】溫度是汽車(chē)發(fā)光二極管(LED)前照燈和尾燈應用中的一大問(wèn)題。LED可承受高環(huán)境溫度，同時(shí)在大電流下驅動(dòng)以產(chǎn)生必要的亮度。這些高環(huán)境溫度與大工作電流相結合，會(huì )使LED的結溫升高，通常僅額定溫度就高達150℃。結溫較高的情況下，特別是結溫與數據表規格不符時(shí)，可能會(huì )損壞LED并縮短LED壽命。那么，應如何做來(lái)降低LED的結溫呢？
等式1表示每個(gè)LED消耗的電功率：
其中：Vf 是LED的正向電壓，ILED是通過(guò)LED的電流。等式2是結溫的通式：
其中：TJ 是結溫，TA 是環(huán)境溫度，θJAP是以攝氏度每瓦測量的LED結環(huán)熱阻。
將電功率等式代入結溫方程可得到等式3：
LED正向電壓和熱阻都是LED封裝的特性。顯然，在不同的環(huán)境溫度下，LED電流是唯一的控制參數，其可驗證LED結溫是否符合最大規格。
為了改變通過(guò)LED的電流，您需要將環(huán)境溫度測量值反饋至LED的驅動(dòng)電路。設計人員經(jīng)常使用負溫度系數（NTC）熱敏電阻來(lái)測量環(huán)境溫度。而這些NTC熱敏電阻會(huì )隨環(huán)境溫度的變化改變其電阻，因此設計人員需要測量NTC熱敏電阻兩端的電壓，然后將該測量值轉換為溫度。
然而，NTC熱敏電阻的一大問(wèn)題在于其電阻隨著(zhù)溫度的升高而非線(xiàn)性地減小。此外，由于電阻非線(xiàn)性地減小，其電流消耗會(huì )使溫度呈指數級升高。由于通過(guò)LED的電流與溫度成線(xiàn)性比例，因此擁有非線(xiàn)性器件需要一些外部電路或微控制器來(lái)線(xiàn)性化NTC熱敏電阻電壓，并正確地調節通過(guò)LED的電流。
TI LMT87-Q1等模擬輸出溫度傳感器集成電路(IC)能夠產(chǎn)生跟蹤環(huán)境溫度的電壓，使用該器件可以簡(jiǎn)化總體溫度測量電路，便于您實(shí)現線(xiàn)性熱折返曲線(xiàn)。溫度傳感器的輸出可直接反饋到產(chǎn)生LED用電流的器件中，而無(wú)需加裝外部電路或微控制器以使NTC熱敏電阻輸出線(xiàn)性化。這樣一來(lái)，需要的組件更少，且無(wú)需使用微控制器即可實(shí)現熱折返。
圖1中對NTC熱敏電阻和模擬溫度傳感器方法的使用進(jìn)行了對比。圖2所示為NTC熱敏電阻電壓相較于LMT87-Q1輸出電壓的非線(xiàn)性。
圖1：NTC熱敏電阻熱折返與模擬溫度傳感器熱折返解決方案
圖2：LED驅動(dòng)器在整個(gè)溫度范圍內的電壓輸入
圖2所示為NTC熱敏電阻兩端的電壓與LMT87的輸出電壓之間的差異。將NTC熱敏電阻與10kΩ的電阻器串聯(lián)在一起（NTC熱敏電阻的B25/85值為3435K，R25為10kΩ），可計算出NTC熱敏電阻的電壓。
雖然不違反結溫非常重要，但熱折返會(huì )使LED的發(fā)光度發(fā)生改變。發(fā)光度實(shí)際上就是LED的亮度。LED具有稱(chēng)為熱滾降的特性，該特性基本上是在高溫下降低的光效率。因此，雖然允許LED的結溫非常高，但不能?chē)乐剡`反其最大規格，否則可能會(huì )導致亮度低于預期或需要的亮度。
決定LED發(fā)光度的另一大主要因素是照明模塊中使用的光學(xué)設備。因此，雖然熱折返需要線(xiàn)性運行，您可能需要在不同位置鉗制曲線(xiàn)。在設計系統的熱折返功能時(shí)，必須將所有這些動(dòng)態(tài)因素考慮在內。
欲了解有關(guān)線(xiàn)性熱折返的更多信息和使用TI模擬溫度傳感器更改熱折返曲線(xiàn)的簡(jiǎn)單方法，請參見(jiàn)TI汽車(chē)日間行車(chē)燈（DRL）具有線(xiàn)性熱折返功能的LED驅動(dòng)器參考設計TI設計(TIDA-01382)。
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