中心議題：

• 大功率LED溫度補償原理

解決方案：

• 數字溫度傳感器配合驅動器實現溫度補償
• DC-DC降壓LED驅動器實現溫度補償
• 線性恒流LED驅動器實現溫度補償

與其它的燈源相比
，大功率LED會產生嚴重的散熱問題，這主要是因為LED不通過紅外輻射進行散熱。一般而言
，用於驅動LED的功耗有75％～85％最終轉換為熱能，過多的熱量會減少LED的光輸出和產生偏色,加速LED老化。

因此，熱管理是LED係統設計最重要的一個方麵。LED係統生產商通過尋求優化的散熱器、高效印製電路板、高(gao)熱(re)導(dao)率(lv)外(wai)殼(ke)等(deng)來(lai)應(ying)對(dui)這(zhe)一(yi)挑(tiao)戰(zhan)。但(dan)是(shi)
，工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)需(xu)要(yao)改(gai)變(bian)他(ta)們(men)的(de)理(li)念(nian)
，熱(re)管(guan)理(li)並(bing)不(bu)是(shi)機(ji)械(xie)設(she)計(ji)師(shi)的(de)專(zhuan)利(li)，電(dian)子(zi)工(gong)程(cheng)師(shi)同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)熱(re)管(guan)理(li)設(she)計(ji)。實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)，通(tong)過(guo)電(dian)路(lu)實(shi)現(xian)溫(wen)度(du)補(bu)償(chang)功(gong)能(neng)進(jin)行(xing)熱(re)管(guan)理(li)是(shi)一(yi)個(ge)既(ji)經(jing)濟(ji)又(you)可(ke)靠(kao)的(de)方(fang)法(fa)。
　　
溫度補償原理

一般而言，大功率LED的產品規格書中都會標明不同環境溫度（或LED焊點的溫度）下的最高容許輸出電流（如圖1）的曲線圖。當周圍溫度低於安全溫度點
，輸出最高容許電流保持不變
；當高於安全溫度點，輸出最高容許電流隨周圍溫度升高而降低，即所謂的降額曲線。為確保LED的性能壽命不受影響
，必須保證LED工作在降額曲線與橫、縱坐標軸所包絡的安全區內。
　　
但是
，目前大多數LED燈具生產商都將LED的驅動電流設計為不隨溫度變化的恒流源，因此，當LED周圍溫度高於安全溫度點時，工作電流就不在安全區內
，這將導致LED的壽命遠低於規格書的數值甚至直接損壞。而LED周圍溫度過高是由LED自身發熱導致，目前有兩個辦法可以解決這個問題。
　　
一種辦法是使用導熱性更好的散熱裝置，減小LED芯片至環境的熱阻，控製LEDneibuwendubuzhibihuanjingwendugaotaiduo，danzhexuyaojiaogaodechengben。ciwai，nanyibimiandewentishi
，dangsanrezhuangzhishiyongyiduanshijianhouzaidengtiwaikedesanrepianshangchenjihuichen
，yijilvhejinjifutongbanshanglianjietongcenghelvjibandejiezhicenglaohuatuojiaodoujiangdaozhirezujiaodafududishangsheng，daozhizhengtisanrexingnengxiajiang。lingyizhongbanfashishiLED工作在安全區邊際
，這樣既滿足在安全溫度點內輸出電流

、輸出功率工作在額定狀態且恒定
，而且在高於安全溫度點輸出電流按比例下降進行負補償，保證LED使用壽命
，這就是溫度補償的含義。
　　
數字溫度傳感器配合驅動器實現溫度補償
　　
youxiezhaomingchanpinxuyaoyixiezhinengkongzhi，ruyixiegaojiludengdeyingyong
，zhexiexitongwangwangshiyongdanpianjiduizhenggexitongjinxingjianshihekongzhi。zheshikeliyongyuanyoudedanpianjikongzhixitongjiaruwendubuchanggongneng
，jibianzaieliedehuanjingxia，ruxiaripushai
，xitongneidewendurengnengdedaohenhaodikongzhi。
　　
為此類係統驅動單路LED串的示意圖。溫度檢測部分采用了矽恩微電子公司生產的高精度數字溫度傳感器SN1086，SN1086可以同時檢測芯片本身溫度，相當於間接檢測PCB溫度，又能檢測遠端三級管溫度
，若將三極管與LED一同焊接在鋁基板上便可以檢測鋁基板溫度。

SN1086將檢測到的兩種溫度通過芯片內部的高精度DELta-SigmaADC進行模數轉換，將溫度的數字結果通過I2C總線的SDA數據線和SCL時鍾線與單片機通信。當單片機接受到鋁基板溫度結果後與預設定的安全溫度點閾值進行比對，當溫度過高時啟動溫度補償程序，通過PWM1按比例降低LED驅動器的輸出電流。單片機同時監控PCB板溫度，溫度過高時通過PWM2信號線控製風扇對PCB進行散熱，確保板上的元器件尤其是電解電容的溫度不會過高。
　　
這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)極(ji)大(da)增(zeng)強(qiang)了(le)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)
，並(bing)保(bao)證(zheng)整(zheng)體(ti)係(xi)統(tong)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)係(xi)統(tong)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)得(de)到(dao)很(hen)好(hao)地(di)控(kong)製(zhi)，但(dan)硬(ying)件(jian)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)，適(shi)於(yu)中(zhong)高(gao)端(duan)領(ling)域(yu)的(de)應(ying)用(yong)。
　　
DC-DC降壓LED驅動器實現溫度補償
　　
若能將溫度補償功能集成在芯片內部，這將極大降低使用成本和所占空間。SN3352正是為了這個目的而設計出來的芯片，SN3352是降壓型DC-DC恒流芯片，工作電壓範圍6~40V，輸出電流達700mA，溫度補償未啟動時恒流性能優良，適用於驅動串聯的1W或者3WLED燈。

SN3352具備調光功能
，通過改變ADJI引腳的模擬電壓或者對此引腳施加PWM信號都能實現調光功能。SN3352內部集成了矽恩微電子自有專利技術的溫度補償電路，溫度補償功能需要外接一個普通電阻Rth用於設置溫度補償啟動的溫度點Tth和一個檢測溫度的負溫度係數熱敏電阻Rntc配合實現。
　　
SN3352通過RNTC引腳不斷測量與LED焊接在同一塊鋁基板的熱敏電阻Rntc阻值，隨著LED鋁基板溫度上升，當熱敏電阻的阻值低至與連接在RTH引腳上的普通電阻Rth阻值相等時，溫度補償功能啟動，輸出電流將會自動隨溫度升高而降低，由此可見，溫度補償啟動的溫度點Tth可以通過改變Rth阻值進行更改。而電流隨溫度降低的斜率可以通過選擇不同B常數的熱敏電阻來決定。
　　
輸出電流的公式如下：
　　當Rntc>Rth時
，溫度補償未啟動
，輸出電流保持不變
，大小由設置電流電阻Rs和ADJI引腳電壓決定：
　　其中：VADJI為調光引腳ADJI引腳的電壓
，單位V
，調光範圍0.3V~1.2V，懸空時電壓為1.2V；
　　當Rntc其中：R25為熱敏電阻在25oC下的阻值
，B為熱敏電阻的B常數
，熱敏電阻特性主要由這兩個參數決定
；
　　
根據輸出補償電流的結果對不同的溫度做一組電流曲線，不難得出,即便把溫度補償啟動的溫度點Tth設置在較高溫度,如100oC以yi上shang，電dian流liu隨sui溫wen度du降jiang低di的de斜xie率lv仍reng然ran保bao持chi較jiao高gao斜xie率lv。這zhe區qu別bie於yu目mu前qian市shi麵mian上shang其qi他ta的de溫wen度du補bu償chang方fang案an
，這zhe些xie方fang案an在zai較jiao低di溫wen度du保bao持chi較jiao大da的de補bu償chang斜xie率lv，而er在zai較jiao高gao溫wen度du補bu償chang斜xie率lv大da幅fu下xia降jiang

，這zhe有you悖bei於yuLED降額曲線在高溫斜率更加大的事實。因此SN3352在高溫仍然保持大的補償斜率可以滿足絕大多數LED降額曲線的補償斜率，保證LED工作在安全區內。
　　
此外，SN3352還具備級聯功能，每個芯片的ADJO引腳連接下一級芯片的ADJI引腳，將帶有溫度補償信息的電壓由前一級芯片的ADJO引腳輸出到下一級芯片的ADJI引腳。每個ADJO引腳最多可以驅動5個ADJI引腳。因此，隻需要一個熱敏電阻就能讓整個係統共享溫度補償功能

，當溫度補償啟動時，接入SN3352係統中所有的LED都會隨溫度上升而下降。
　
應用SN3352的溫度補償的時候

，可以使用矽恩微電子的SN3352應用仿真程序，輸入熱敏電阻的參數和Tth值後
，程序自動計算出Rth選值和生成補償曲線
，圖4即為此程序生成。在布線方麵，為了不拾取電路噪音，RTH引腳和Rth電阻的連接導線應盡量短，而由於連接RNTC引腳至熱敏電阻Rntc的連線經常需要較長的導線至鋁基板
，因此緊靠芯片RNTC引腳需要有旁路電容對地濾除雜波，一般而言0.1?F貼片電容即可。
　　
另一款具備溫度補償功能的SN3910主要用於高壓領域的降壓型DC-DC恒流芯片，全電壓範圍輸入，外置高壓MOS管，輸出電流達700mA,芯xin片pian工gong作zuo在zai恒heng定ding關guan斷duan時shi間jian模mo式shi，具ju有you優you良liang的de線xian電dian壓ya調tiao整zheng率lv。這zhe款kuan芯xin片pian主zhu要yao用yong於yu日ri光guang燈deng方fang案an和he其qi他ta市shi電dian直zhi接jie接jie入ru的de方fang案an。矽xi恩en微wei電dian子zi將jiang根gen據ju不bu同tong客ke戶hu的de應ying用yong方fang案an和he溫wen度du補bu償chang要yao求qiu提ti供gong與yu之zhi配pei套tao的de應ying用yong電dian路lu、BOM表和布板建議，縮短產品上市時間。
　　
線性恒流LED驅動器實現溫度補償
　　
另一款具備溫度補償功能的LED線性恒流源驅動器是SN3118，其輸出電流可由外接電阻編程，適合20mA~200mA的低電流LED應用。SN3118工作電壓6V~30V
，四個支路電流之間匹配度±5%以內
，每路最大電流能力達175mA，工作時無EMI問題。電路中同樣使用一個普通電阻和負溫度係數的熱敏電阻實現溫度補償，當熱敏電阻阻值下降至普通電阻阻值時，溫度補償啟動。
　　
溫度補償功能以其低成本
、高可靠性兼顧了LED壽命和輸出功率，不會因為環境惡劣或是散熱裝置異常
、老化而使得LED性能和壽命受到影響。矽恩微電子的LED驅動IC產品覆蓋各種應用領域
，擁有先進的溫度補償技術，可為客戶量身定做方案。

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