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SMD贴片  过热保护型热敏电阻             过热保护用PTC热敏电阻器  该片状正温度系数 (PTC) 热敏电阻为回流焊接SMD型，用于混合电路中功率晶体管、功率二极管和功率IC的过热传感。 ■特点 1. SMD型尺寸小，重量轻，有助于实现电路的微型化。 2. 因为其尺寸小，因此具有卓越的热响应能力。 3. 其固态结构具有卓越的抵抗机械振动与冲击的能力。 4. 非接触式动作设计可实现无噪声。 产品概述 过热保护用PTC热敏电阻器产品概述 　　SMDRBH温控PTC热敏电阻利用PTC热敏电阻器在居里温度以上电阻值陡然升高的特性，当环境温度异常升高时，装有PTC热敏电阻器的保护线路通过阻值的改变而接通或断开回路，达到保护组件目的。 SMDRBH温控PTC热敏电阻主要参数 保护温度点TS（℃） 额定零功率电阻值R25(Ω) 保护温度-5℃电阻值（Rs-5，Max） 保护温度+5℃电阻值（Rs+5，Min） 1. SMDRBH温控型PTC热敏电阻系列 2. 保护温度范围：60~130℃ 3. 反应时间快 4. 长期稳定 5. 外形尺寸小、安装方便 6. 产品过热保护后不需要再设置

随着LED照明设备(发光二极管)的性能不断提高，价格日渐低廉，其市场也迅速扩大。LED照明设备已实现了低价化，然而，与传统的白炽灯，荧光灯相比，作为照明设备的实绩仍然欠佳，人们指出其安全性的课题。虽然LED具有高效照明，低耗电的特点，但是作为高亮度的LED元件本身却处于异常的高温状态。

本文将介绍使用华巨电子的陶瓷PTC热敏电阻来简单实现LED照明设备过热保护的方法，能够达到低成本，提高LED照明设备的安全性。

演示板说明

图1所示为华巨电子展示的发光二极管(LED)演示板的外观照片。

图1：华巨电子展出的发光二极管(LED)演示板

在该LED演示板上装载5个表面贴装型LED，在其正下方的电路板背面配置了小型陶瓷加热器。液晶显示器显示LED附近的电路板温度。右下方的照片表示电路板背面的加热器对LED进行强制加热。LED附近的温度达到80℃以上，过热的LED亮度大幅度下降。这是由于LED附近安装的PTC热敏电阻的作用，流过LED的电流受到限制。

这样，在LED本身异常发热或因外部原因使LED周围温度异常升高时，通过降低LED的亮度，可防止LED继续不断地发热，从而防止照明设备的冒烟、燃烧等严重事态的发生。

图2是此类LED演示板的电路示意图。在5个并联的LED上施加了恒定电压5V。通过双晶体管，在LED上串联固定电阻(R)和 (RPTC)，其合成电阻(R和RPTC)则限定了流过LED的最大电流。晶体管具有的作用是：控制“A”的电位，由此接通及断开流过LED的电流，并且依靠PWM控制进行LED的亮度调节。

图2：LED演示板线路图

在“A”的电位为“ON”时，在双晶体管的“TR2”的基极和发射极之间的电压(VBE)约固定为0.7V左右。因此，流过LED的电流(ILED )的数值仅根据串联电阻(R+RPTC)而决定。例如，在温度为25℃时，电阻(R十RPTC)为3. 5Ω，LED的电流就为200mA。

为什么一旦达到高温，图1右侧LED的亮度就会大幅度下降呢?我们通过图3来进行一下解释。

图3：相对PTC热敏电阻试制件的电阻温度特性和温度的LED电流

装在LED演示板上的是贴片型PTC热敏电阻试制品，当温度达到25℃时的电阻值为0.5Ω。PTC热敏电阻是一种具有正温度系数特性的陶瓷热敏电阻。它的特点是在特定的温度下其电阻值可快速增加1000倍以上。该PTC热敏电阻试制品的电阻和温度特性曲线如左图所示。由于在LED演示板上，3.0Ω的固定电阻(R)和PTC热敏电阻的电阻((RPTC)串联，其等效电阻(R十RPTC)也会随温度产生变化。

该等效电阻决定流过LED的电流(ILED)。如右图表所示，如果温度为40℃以下，LED电流大致恒定，约为200mA。如果温度超过40℃以上，通过LED的电流被有效限制，在80℃时达到40mA以下。

只要在决定LED电流的限流电阻加上PTC热敏电阻，就能够构筑此类过热保护结构。即使LED因某些原因处于高温状态，如果具备此类过热保护结构，LED就不会在处于高亮度点亮状态下进一步发热。采用这种简单的方法，可防止LED引起冒烟、燃烧等严重事态的发生。无需采用复杂的温度检测功能及判定用逻辑元件，以及LED的电流控制功能。

但是，即使在高温时，也并非完全切断电流，还是有一定程度的电流(例如，在80 ℃时，约40mA)流过LED。像照明设备一样，有时灯光完全熄灭却反而有危险，所以，该特点最为适合。

并且，对普通LED元件将相对环境温度的容许电流作为标准予以强调。如果工作电流超过该容许电流，则会趋于劣化，降低寿命。如果按图3右图所示能够限制电流，则能够达到与LED元件的允许电流曲线一致的电流控制。

上例仅为采用PTC热敏电阻的试制件。目前，华巨电子正在致力于开发在形状、电阻值、使电阻值上升的温度点等参数上最适合LED照明设备的PTC热敏电阻。

使用现有PTC热敏电阻的方法

目前，将现有的PTC热敏电阻与LED驱动芯片组合，能够实现与上述演示板所示完全相同的功能。图4为该电路的示意图。

图4：现有的芯片PTC热敏电阻PRF系列与LED驱动器的组合

如左图所示，当LED驱动芯片具有温度检测用端口时，使用固定电阻和PTC热敏电阻串联而组成的等效电阻的温度特性，能够实现过热保护功能。以下使用图5说明其原理。

左图表示现有的过热保护贴片型PTC热敏电阻系列的电阻温度特性。在25℃时的电阻值均为470Ω，但电阻值快速上升的初始温度根据品种而不同。如果将该PRF系歹J(RPTC)与3.0kΩ的固定电阻((R)串联，其等效电阻(R+RPTC)在温度25℃时可达到3.47kΩ。

图5：相对PRF系列电阻温度特性和温度的输出电压

对该等效电阻上施加3.3V(Vref)的恒定电压，用10kΩ的固定电阻(Rd)进行分压的分压电位(Vout)如右图所示。在室温附近为大致恒定的电压(约为0.85V)，一旦达到规定的温度，电压就急剧上升。例如，在使用PRF系列“BE”特性品时，当温度达到100℃，Vout就上升到2.75V。如果是“BC”特性品在120℃时，电压为2.75V。

LED驱动芯片将此类电压变化作为温度信息予以接受。例如，在接受的电压超过2.75V时，能够实现熄灭LED的关灯功能。由此可见，使用PTC热敏电阻的优点为：驱动芯片侧电路和控制逻辑非常简单。通常，在此类过热检测电路中，根据LED和传感器元件的温度差，LED周围的散热机构的差异等影响，各照明设备的传感器元件所必须检测的温度会变化。对于这种温度变化，只要改变PTC热敏电阻的品种就能够应对。而在驱动芯片侧的阈值电压的设定和温度检测逻辑电路等则完全相同。由于不需要在检测电路作任何变更，就能够节省设计的人工和时间。

另外，如果能够将右图所示的电压变化方式直接用于控制LED电流，则能够实现如同LED演示板所诠释的保护功能，即在所期望的温度值下快速有效限制LED电流，而又不会使LED完全熄灭。

SMDRBH贴片温控PTC热敏电阻

产品标志说明：

双温控点系列

普通贴片温控PTC热敏电阻

汽车用0603贴片温控PTC热敏电阻

汽车用0805贴片温控PTC热敏电阻

华巨温度传感器有限公司过热保护型PTC热敏电阻与村田过热保护型PTC热敏互换对照表

抵制日货从我做起华巨电阻推出替代日本村田的贴片PTC热敏电阻