采用温度降额来延长汽车LED的预期寿命：一种简单且经济高效的解决方案 (温度降额准则)

{本文由家电维修技术小编收集整理资料}LED因其功耗低、使用寿命较长而越来越多地被汽车制造商用于照明应用。然而，当新技术趋势遇到极具挑战的汽车需求时，对设计方案的要求也水涨船高。新型LED设计解决方案不仅要避免LED热击穿，还要延长其预期寿命。本文将介绍一种简单、低成本、基于NTC的线性调光电路，它可以根据温度调节驱动电流，从而提供更有效的汽车LED照明解决方案。首先，我们简单回顾一下汽车照明方案设计面临的问题及助力。然后，结合*结果展示其采样电路。最后，通过实际测试验证*结果，并在文章的最后一节中展示验证的结果。背景信息LED照明是一项技术创新，但也伴随着额外的设计挑战。在设计LED照明*时，必须同时考虑组件的热特性，以避免热击穿。这在汽车照明等应用中尤为重要，在这些应用中，高环境温度和长工作时间会导致组件迅速老化。汽车照明技术的发展需要更大的驱动电流和更小的封装尺寸，这使散热设计的优化变得更加困难，也更加必要。较高的驱动电流会使器件结温升高，甚至优化后的散热也不能满足需求。因此，必须想出一种方法，在温度过高时可以降低LED电流。大多数汽车LED驱动器都具有电流调光功能。例如，MPS的MPQ利用DIM引脚实现PWM和模拟调光。然而，调光控制电路通常会由比较复杂的模拟或数字电路实现，这些电路常常在终端应用中占用大量空间并且还会增加整体*成本。本文将介绍一种基于NTC的简单电路解决方案，可以根据温度对输出电流进行线性调光。图1显示的电路可以在温度低于°C时，保持驱动器中的标称输出电流稳定。如果超过温度阈值，输出电流会与温度呈准线性关系下降，以避免热击穿；当LED达到最高额定温度（约°C)时，电流值最小。

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图1:MPQ电路原理图采样电路本文以MPQ-AEC1的电路作为示例，它是MPS提供的一款V、1A汽车级降压LED驱动器。该驱动器可同时实现PWM和模拟调光，但在本应用中仅使用后者。要使用模拟调光功能，需要在DIM引脚上施加0.3V到2.5V之间的直流电压。该电压可以在mA和1.1A之间线性调节LED电流（见图2）。当直流电压范围在0.3到1.V之间时，将产生mA到mA之间的电流。

图2:MPQ-AEC1模拟调光曲线我们采用NTC热敏电阻（TDK的NTCGBHJTDS）来采样温度，其作为电压电阻分压器的一部分连接在电路中。NTC电阻变化会引起分压器输出端电压根据温度变化。这会改变DIM引脚上的电压，从而改变输出电流。施加到DIM引脚上的标称电压由1.V参考电压设置。这确保了温度低于°C阈值时的输入电压稳定。此外，电阻分压器的电源电压通过mW齐纳二极管设置为固定的6.2V。当器件温度为°C或更低时，参考电压提供的1.V*了DIM输入，并向LED提供mA电流。一旦温度超过°C阈值，电阻分压器输出将降至1.V以下。然后DIM输入遵循电阻分压器配置文件，随着温度的持续升高，继续降低LED驱动电流。*测试用于估计电路的*作。本示例的*结果表明，在达到温度阈值之前，DIM电压稳定在1.V；达到阈值之后，DIM电压呈指数下降，在温度为°C时达到0.3V最小输出（见图3）。

图3:*测试结果该*有一个缺点，即NTC电阻遵循Steinhart-Hart方程随温度变化，我们通过方程(1)来计算其值：

Steinhart-Hart方程表明，温度与NTC电阻值之间的关系是非线性的，因此电阻分压器与温度之间也是非线性关系。因此，由温度引起的电流下降也是非线性的。这种下降可以用等式(2)来估算：

尽管存在一些*，该电路仍然提供了一种小巧而简单的解决方案，可以在高温下降低LED驱动电流，从而延长这些组件的预期寿命。结果验证为了测试电路性能，我们构建一个*来模拟真实用例（见图4）。用一个3Ω电阻代替LED，通过在其两极之间施加压差来加热。然后，将选定的NTC用导热膏连接在电阻上，以确保尽可能精确地检测电阻/温度。最后，将NTC连接到设计的电路中。通过改变电阻温度（改变提供的电源电压），获取DIM电压曲线。

图4:测试装置在°C至°C的温度范围内进行测试。图5显示的结果达到了预期的电路性能。当温度低于°C（接近估计的°C阈值）时，电路的输出电压(VDIM)保持在稳定的1.V。超过此温度后，在°C时，电压降至0.V。

图5:测试结果-调光电压与温度之间的函数关系图6显示了当LED温度低于°C时，获得的驱动电流稳定为%。一旦温度超过该值，驱动电流便会降低以减少散热，并抵消温升。该测试以及针对图5所做的测试，均证实了设计的预期功能。通过成功地*高温下的输出电流，电路组件可以避免过热造成损坏。

图6:测试结果：驱动电流与温度之间的函数关系总结利用简单的采样电路和大多数LED驱动器（例如MPS的MPQ-AEC1）中已经提供的调光功能，本文介绍的电路成功演示了对LED驱动电流的控制。该解决方案为汽车照明*制造商提供了一种稳定、经济高效的选择，可以极大地增加电路组件的预期寿命，同时只需占用很少的占板空间。文中提出的电路可以相对容易地应用于许多现有的照明*，材料成本低廉，同时也证明了驱动器IC的可靠性与灵活性。来源：MPS