利用LED實(shí)現(xiàn)高亮度照明要求使用廠商允許的最大電流驅(qū)動(dòng),，但LED的平均壽命高度取決于工作溫度,。工作溫度僅上升10°C便可使其壽命縮短一半,。這種情況迫使設(shè)計(jì)人員必須降低調(diào)節(jié)電流，犧牲亮度來(lái)延長(zhǎng)使用壽命,。如果要求LED在較高的環(huán)境溫度下工作,，則必須進(jìn)一步降低電流來(lái)最小化環(huán)境到芯片溫升,，以保證使用壽命,。但是由于存在溫度上限,，這樣做會(huì)降低中低環(huán)境溫度范圍的照明亮度。本質(zhì)上來(lái)說(shuō),，我們是通過(guò)降低亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境工作的,。圖1顯示了一個(gè)使用熱敏電阻控制運(yùn)算放大器 (op amp) 的LED驅(qū)動(dòng)電路，其在LED電路板溫度上升時(shí)降低驅(qū)動(dòng)電流,。

 圖1 檢測(cè)溫度上升時(shí)運(yùn)算放大器降低LED電流,。

    LED陣列電流通過(guò)檢測(cè)電流檢測(cè)電阻器R7的電壓來(lái)調(diào)節(jié)，并用作控制器的反饋控制,，例如：TPS40211等,。運(yùn)算放大器電路（包括R9），向反饋節(jié)點(diǎn)（FB）注入一個(gè)電流以降低調(diào)節(jié)電流,，或者灌入它的電流來(lái)增加調(diào)節(jié)電流,。FB節(jié)點(diǎn)電壓保持0.26V恒定不變。提高運(yùn)算放大器輸出（TP1）的電壓,，必須通過(guò)降低R7電壓來(lái)獲得補(bǔ)償,，從而降低LED電流,。當(dāng)運(yùn)算放大器輸出剛好為0.26V時(shí),，注入電流為零，而LED調(diào)節(jié)不受影響,。

    熱敏電阻RT1是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)（NTC）器件,。25°C下它的標(biāo)稱電阻為10K歐姆，但在–40°C下增加至300K歐姆以上,，而在100°C下則降低至1K歐姆以下,，并且是以一種非線性的方式。電阻器R8和R10將5V偏置電壓調(diào)低接近FB電壓,，而R9的值則控制電流隨高溫變化減小的快慢,。使用較好調(diào)節(jié)的偏置電壓非常重要，因?yàn)殡娐返木_度受到偏置容限的影響,。電阻器R9必須盡可能地靠近電流模式增壓控制器放置,，目的是最小化噪聲敏感度。使用熱環(huán)氧，將熱敏電阻RT1盡可能靠近PWB上的中央LED連接,。

    圖2顯示了各種溫度條件下獲得的數(shù)據(jù),。僅有LED和熱敏電阻在該溫度范圍工作。熱敏電阻檢測(cè)到的溫度繪制成曲線圖,，與環(huán)境溫度相比較,。我們將計(jì)算得到的LED芯片溫度也繪制成圖，其等于電路板溫度加上每支LED的功率乘以結(jié)點(diǎn)到機(jī)箱熱阻抗（8°C/W）,。我們可以看到,，高環(huán)境溫度條件下，運(yùn)算放大器電路會(huì)降低LED電流,，而LED芯片溫度接近LED電路板溫度,。這種情況下，LED電路板溫度接近環(huán)境溫度,，因?yàn)長(zhǎng)ED電流幾乎為零,。這樣，便可實(shí)現(xiàn)LED芯片溫度穩(wěn)定無(wú)變化,。RT1非線性是最高溫度下LED電流急劇變化的原因,。TP1的溫度“控制電壓”也被繪制成圖，并且同預(yù)計(jì)值非常匹配,。

 圖2 環(huán)境溫度上升,，LED電流降低，從而達(dá)到更低的芯片溫升速率,。

總結(jié)

    高溫環(huán)境下,，使用驅(qū)動(dòng)高功率LED會(huì)使LED亮度退化、使用壽命縮短,，這種情況下熱反饋電路便非常有用,。它可以降低LED的電流，從而降低LED的功耗,，并最終降低LED的溫升,。由于LED亮度隨溫升降低，因此在一些要求恒定亮度的應(yīng)用中這種方法可能并不實(shí)用,。但是,，這種電路可以延長(zhǎng)LED在極端環(huán)境下的有效使用壽命。

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