LED照明系统的温度检测

从事电子行业的朋友们，应该对热敏电阻不陌生吧！那么笔者在这里抛出一个问题：你知道NTC热敏电阻是什么吗？

百度百科上给的定义是：热敏电阻是一种传感器电阻，其电阻值随着温度的变化而改变。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC thermistor，即 Positive Temperature Coefficient thermistor）和负温度系数热敏电阻（NTC thermistor，即 Negative Temperature Coefficient thermistor）。正温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而减小。它们同属于半导体器件。

大家可以看到，NTC热敏电阻是热敏电阻的一部分，其电阻值是随着温度的升高而减小的，英文就用“negative”指代，而negative这个词的意思是消极的、否定的、阴性的，放在热敏电阻这个语境当中指的就是下降的，这样就明白了为什么它叫做NTC热敏电阻。

明白了NTC热敏电阻的性质，我们就可以把它应用在多种场合当中，这其中温度检测和温度补偿是用的比较多的。

举个例子，使用晶体管或晶振的电子电路的工作情况，因温度变化而会稍稍不稳定，此时，通过将电阻值会随温度上升而下降的NTC热敏电阻嵌入电路中，便可保持电路稳定工作了。

而关于NTC热敏电阻的分类，则可分为盘式、SMD、玻璃封装二极管、树脂封装被膜线等形状，作为温度保护器件嵌入到电路中的，则是通过积层工艺制造的SMD形状贴片NTC热敏电阻。

笔者将其简称为贴片NTC热敏电阻。现在我们来看看它有哪些具体应用。

一、智能手机/平板当中的温度检测与温度补偿

智能手机或平板中，会使用多个NTC热敏电阻，用于温度检测以及温度补偿。其使用实例如下图所示：

智能手机/平板NTC热敏电阻(温度检测/温度补偿)的主要使用示例（图片来源：网络）

其基本电路是与NTC热敏电阻以及固定电阻进行串联的分压电路。CPU及功率模块等安装在发热部位附近的NTC热敏电阻，其电阻值会随温度上升而下降，因此分压电路的输出电压会发生变化。

该变化输送至微控制器后，将会保护电路元件免受过热造成的影响，或者也可进行温度补偿。

温度检测/温度补偿基本电路（图片来源：网络）

二、移动设备电池充电中的温度检测

智能手机等移动设备的电池组中（锂离子电池）除了+端子与-端子之外，还有另外一个端子----T端子。是用来温度监测的，其内部也搭载有NTC热敏电阻。

在电池温度上升时，NTC热敏电阻的温度也会随之上升，从而电阻值会下降，当超过上限充电温度时，充电控制IC将会停止充电。

下图为基本的电路示例。电池组内的保护IC会测量电池电压，从而防止过充电或过放电。

在快速充电等要求充电控制更为精准的情况时，将会使NTC热敏电阻与充电控制IC进行连接，从而用于测量环境温度。

移动设备电池充电中的温度检测（图片来源：网络）

三、微控制器的温度检测

由于智能手机等微控制器需要确保工作的可靠性，因此需要保护其免受过热所带来的影响。下图为组合了NTC热敏电阻与固定电阻的微控制器温度保护电路示例。

微控制器的温度检测（图片来源：网络）

由上图所示，NTC热敏电阻由固定电阻RS与分压电路构成。若流过过度的电路，NTC热敏电阻温度将会上升，电阻值将会下降，从而将抑制微控制器的驱动电压。

使用的电路元件为小型SMD贴片式的NTC热敏电阻以及电阻器，因此直接贴装于电路基板或发热部上，即可起到有效的温度保护作用。

四、LED照明系统的温度检测

LED照明，大家应该都不陌生吧！我们要明白的是，虽然LED照明耗电量低、寿命长，但根据不同的使用方法，会出现寿命缩短、发光效率降低等情况。

这是什么原因呢？原来，LED器件中作为发光层的半导体PN接合面会发热，该温度称为接合温度。流过LED的电流变大时，亮度将会提高，发热量也会随之增加，从而接合温度将会变高，寿命将会缩短；若接合温度过低时，发光效率将会下降，从而亮度将会降低。

为此，为了发挥LED的最大效率，需要以最佳温度进行工作。这就需要NTC热敏电阻大显身手了。

通过将NTC热敏电阻嵌入电路，并与LED进行热耦合后，便可作为简易温度保护电路进行工作。若与最佳工作温度存在偏差，则会以NTC热敏电阻的电阻变化形式表现出来，此时将会对流过LED的电流进行补偿。最终将会在降低LED电力损耗的同时，实现长寿命化。

LED照明系统的温度检测（图片来源：网络）