【導讀】NTCremindianzushiyizhongrezuyuanjian
，qizuzhihuisuiwendushenggaoerjijuxiajiang。liyongzheyitexing，tachulekeyibeishejiweiwenduchuanganqiyiwai，haibeiyongzuowendubaohuyuanjianyifangzhidianluguore。tongguojiangNTC熱敏電阻安裝在靠近熱源的位置上，可以準確檢測熱源溫度。但由於基板尺寸和PCB布線等限製
，有時也需要將其安裝在遠離熱源的位置。

NTCremindianzushiyizhongrezuyuanjian，qizuzhihuisuiwendushenggaoerjijuxiajiang。liyongzheyitexing


，tachulekeyibeishejiweiwenduchuanganqiyiwai，haibeiyongzuowendubaohuyuanjianyifangzhidianluguore。tongguojiangNTC熱敏電阻安裝在靠近熱源的位置上，可以準確檢測熱源溫度。但由於基板尺寸和PCB布線等限製，有時也需要將其安裝在遠離熱源的位置。

本期推文中
，我們假設了一種LED和NTC熱敏電阻安裝位置不同而導致的測量溫差的情況，並確認了基板厚度的影響
，然後對其結果進行說明。

通過將NTC熱敏電阻安裝在靠近熱源的位置
，可實現精確的熱源溫度檢測。但由於基板尺寸和PCB布線等限製，有時也需要將其安裝在遠離熱源的位置。我們使用發熱模擬軟件
，假設了將LED閃爍燈基板的LED作為熱源來確認由於LED和NTC熱敏電阻安裝位置不同而導致的溫差
，此外還確認基板厚度的影響。

測試所用的基板是基於智能手機LED閃光基板的模型所設計的。各項尺寸如下：

■ 基板尺寸：6.5 x 5.0mm

■ LED尺寸：1.0 x 1.0mm

■ LED輸出：30mW x 4個

圖1：基板信息

對於LED閃爍燈基板，正麵的GND布線通過Via連接到背麵

，其他部分使用FR4基板材料，而基板越厚使用的基材越多。基板厚度有0.4mm和1.6mm兩個等級。

圖2：模擬條件1【基板厚度】

在LED閃爍燈基板的中央區域安裝了四個1mm形狀的LED
，在遠離LED的位置上配置0402mm形狀的NTC熱敏電阻。NTC熱敏電阻的安裝位置距離LED為0.25mm
、1.00mm和1.75mm。

圖3：模擬條件2【NTC熱敏電阻安裝位置】

發熱模擬時的測溫點設為LED表麵和NTC熱敏電阻表麵四處。

圖4：測溫點

■ LED表麵溫度：顯示92.5℃

■ NTC熱敏電阻表麵溫度：顯示距離LED越遠溫度越低

■ NTC熱敏電阻表麵溫度相對於LED表麵溫度產生了溫差

■ 基板表麵存在溫度分布，導體圖案與基板材料之間也產生了溫差

圖5：各個測溫點的LED & NTC熱敏電阻表麵溫度模擬結果-1

■ LED表麵溫度：顯示92.8℃

■ NTC熱敏電阻表麵溫度：顯示距離熱源LED越遠溫度越低

■ NTC熱敏電阻表麵溫度相對於LED表麵溫度產生了溫差

■ 基板表麵存在溫度分布，導體圖案與基板材料之間也產生了溫差

圖6：各個測溫點的LED & NTC熱敏電阻表麵溫度模擬結果-2

NTC熱敏電阻安裝位置導致的溫差：由於FR4的導熱係數低至0.25W/mk，LED的熱量難以向周圍傳遞，導致LED與周圍產生溫差。距離熱源LED越遠，LED和NTC熱敏電阻之間的溫差越大。

圖7：NTC熱敏電阻安裝位置導致的溫差

確認基板厚度的影響：當基板厚度較厚時
，NTC熱敏電阻不容易受到轉移到背麵GND的熱量的影響，因此NTC熱敏電阻與熱源LED的溫差變大。

圖8：LED和NTC熱敏電阻的表麵溫差 (Δ溫度)

△溫度：其顯示了LED表麵溫度和NTC熱敏電阻表麵溫度之間的溫差。示例：83.1-92.8=-9.7℃

基板材質：使用FR4時，由於熱源的熱量難以向周圍傳遞，導致熱源與周圍產生溫差。此外，距離熱源越遠，熱源與NTC安裝位置的溫差越大
，在設計溫度檢測電路時需要考慮到這些現象。

元件選擇步驟

想要進行溫度監測使LED表麵溫度不超過90℃時：

1) 確認基板上的發熱源（LED）位置。

2) 確定NTC熱敏電阻的安裝位置。

3) 確認LED表麵溫度和NTC安裝位置的溫度。

（假設LED溫度為90℃時NTC溫度為80℃的情況）

4) 選擇合適的檢測電路，使80℃時的輸出特性高度準確。

■檢測電路

■輸出電壓（Vout）特性

NTC溫度：確認80℃時的輸出電壓（Vout）。在這種情況下
，若Vout顯示高於3.5V
，則LED溫度保持在90℃以下。

基板材質：使用FR4時，由於熱源的熱量難以向周圍傳遞
，導致熱源與周圍產生溫差。此外
，距離熱源越遠，熱源與NTC安裝位置的溫差越大。通過確認NTC安裝位置的溫度並選擇檢測電路以使輸出特性高度準確，可以構建使用NTC熱敏電阻的最佳電路。

以下是TDK用於一般LED閃光燈（消費設備）和LED頭燈（車載設備）的NTC熱敏電阻推薦型號：

此外
，選擇檢測電路和NTC熱敏電阻時，您還可以使用TDK的基於Web的NTC熱敏電阻模擬工具。

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