中心議題：

• 探究利用熱反饋控製LED溫升的方法

解決方案：

• 通過降低亮度來實現高溫環境工作
• LED陣列電流通過檢測電流檢測電阻器R7的電壓來調節

 
利用LED實現高亮度照明要求使用廠商允許的最大電流驅動

，但LED的平均壽命高度取決於工作溫度。工作溫度僅上升10°C便可使其壽命縮短一半。這種情況迫使設計人員必須降低調節電流，犧牲亮度來延長使用壽命。如果要求LED在(zai)較(jiao)高(gao)的(de)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)下(xia)工(gong)作(zuo)，則(ze)必(bi)須(xu)進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)電(dian)流(liu)來(lai)最(zui)小(xiao)化(hua)環(huan)境(jing)到(dao)芯(xin)片(pian)溫(wen)升(sheng)，以(yi)保(bao)證(zheng)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)存(cun)在(zai)溫(wen)度(du)上(shang)限(xian)，這(zhe)樣(yang)做(zuo)會(hui)降(jiang)低(di)中(zhong)低(di)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)的(de)照(zhao)明(ming)亮(liang)度(du)。本(ben)質(zhi)上(shang)來(lai)說(shuo)，我(wo)們(men)是(shi)通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)亮(liang)度(du)來(lai)實(shi)現(xian)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)工(gong)作(zuo)的(de)。圖(tu)1顯示了一個使用熱敏電阻控製運算放大器 (op amp) 的LED驅動電路，其在LED電路板溫度上升時降低驅動電流。


LED陣列電流通過檢測電流檢測電阻器R7的電壓來調節
，並用作控製器的反饋控製，例如：TPS40211等。運算放大器電路（包括R9），向反饋節點（FB）注入一個電流以降低調節電流
，或者灌入它的電流來增加調節電流。FB節點電壓保持0.26V恒定不變。提高運算放大器輸出（TP1）的電壓，必須通過降低R7電壓來獲得補償，從而降低LED電流。當運算放大器輸出剛好為0.26V時，注入電流為零，而LED調節不受影響。

熱敏電阻RT1是一個負溫度係數（NTC）器件。25°C下它的標稱電阻為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，並且是以一種非線性的方式。電阻器R8和R10將5V偏置電壓調低接近FB電壓，而R9的值則控製電流隨高溫變化減小的快慢。使用較好調節的偏置電壓非常重要，因為電路的精確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製器放置，目的是最小化噪聲敏感度。使用熱環氧，將熱敏電阻RT1盡可能靠近PWB上的中央LED連接。
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圖2顯示了各種溫度條件下獲得的數據。僅有LED和熱敏電阻在該溫度範圍工作。熱敏電阻檢測到的溫度繪製成曲線圖，與環境溫度相比較。我們將計算得到的LED芯片溫度也繪製成圖，其等於電路板溫度加上每支LED的功率乘以結點到機箱熱阻抗（8°C/W）。我們可以看到，高環境溫度條件下
，運算放大器電路會降低LED電流，而LED芯片溫度接近LED電路板溫度。這種情況下
，LED電路板溫度接近環境溫度
，因為LED電流幾乎為零。這樣，便可實現LED芯片溫度穩定無變化。RT1非線性是最高溫度下LED電流急劇變化的原因。TP1的溫度“控製電壓”也被繪製成圖
，並且同預計值非常匹配。

總結

高溫環境下，使用驅動高功率LED會使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
，並最終降低LED的溫升。由於LED亮度隨溫升降低，因此在一些要求恒定亮度的應用中這種方法可能並不實用。但是，這種電路可以延長LED在極端環境下的有效使用壽命。