與任何其他半導體器件一樣，高亮度，高功率LED（HBLED）會產生熱量。眾所周知，高溫可以顯著縮短HBLED的壽命并對亮度產生負面影響，因此需要進行溫度控制。然而，為了控制溫度，設計者首先需要確定如何監控LED管芯的溫度，這正是LED照明系統中負溫度系數（NTC）熱敏電阻的作用。

不同的溫度傳感器件，包括二極管，片上傳感器，正溫度系數（PTC）熱敏電阻和電阻溫度檢測器（RTD），可用于LED照明應用，以保護HBLED免于過熱。然而，在許多這些應用中，NTC熱敏電阻通常是溫度傳感和控制的首選，主要是因為它們的封裝尺寸小且具有吸引力的性價比。

將NTC熱敏電阻與不同的溫度傳感解決方案進行比較，Vishay非線性電阻器應用支持和設計高級經理Bruno Van Beneden指出，二極管精度低，溫度范圍有限;片上傳感器具有更高的成本和有限的溫度范圍; PTC熱敏電阻在非常有限的溫度范圍內具有有限的精度，并且RTD通常成本太高，Ni薄膜RTD可能除外。

NTC熱敏電阻對溫度變化的敏感度，即使是小幅增加，也能使該器件用于溫度傳感/控制應用。這些器件允許LED在整個溫度范圍內承受更高的電流（通過補償），以提高LED的使用壽命。可以通過NTC熱敏電阻根據環境溫度控制電流，如圖1所示。

圖1：NTC熱敏電阻可以通過感應溫度控制電流，是用于過熱警報和關機功能。 （由Panasonic提供）

“NTC熱敏電阻允許HBLED在給定的使用壽命內以其全部工作能力使用，這意味著在較低的環境溫度下電流較高，在溫度升高時適應較低的電流以增加壽命仍然保證良好的流明輸出，“Vishay的Van Beneden解釋道。

NTC熱敏電阻有多種封裝選擇，可以兼容LED基板和LED驅動電路在物理上分開的遙感應用，以及LED驅動基板組合應用。

一些例子表明，表面貼裝和引線NTC熱敏電阻都可以在遠程和緊湊型LED照明應用中找到家。

如果LED和控制電路靠近安裝在一起，例如在小型LED燈中，設計人員通常會選擇SMD器件并將其安裝在非常靠近控制電路的位置。在這個例子中，NTC熱敏電阻對溫度變化作出快速反應以控制電路。請記住，傳感器越小，加熱它們所需的能量就越少。

NTS SMD，如Vishay的NTCS0805E3，NTCS0603E3和NTCSMELFE3器件以及Panasonic的ERT-J系列，可用于這些小型應用，直接安裝在印刷電路板（PCB）或基板上。這些SMD器件通常用于驅動器和LED位于一個受限區域的應用中。熱敏電阻必須靠近LED，以便它們能夠感應LED溫度。

“使用NTC熱敏電阻，您可以更接近LED的允許電流曲線，從而在保持LED壽命的同時實現更高的亮度，”Leonard A.（Len）Metzger，高級美國松下工業設備銷售公司的無源電子元件應用工程師（圖2）。

圖2：模擬兩個電路，有無電路NTC熱敏電阻，帶有熱敏電阻的電路2可以為LED提供更高的電流溫度。 （由Panasonic提供）

如果控制電路與LED基板分開，例如在更大的照明外殼中取代管發光（TL）燈，設計人員可能會選擇需要與長引線連接的遠程傳感器。對于該解決方案，NTC具有一些優勢，因為它們具有許多安裝選項，并且作為小型設備，它們對溫度變化的反應非常快，使其成為更好的技術和經濟選擇之一。

在任何情況下，傳感器都需要安裝在靠近產生熱量的LED基板上。這種類型的設計可以使用表面安裝或引線部件，用螺釘，膠水或熱粘合到基板上。

設計人員還需要考慮NTC熱敏電阻的電阻范圍和容差，電阻溫度系數（溫度靈敏度）和溫度精度。

根據Van Beneden的說法，在遠程應用中，根據基板或安裝平臺的尺寸，溫度也需要以良好的精度進行檢查，并至少遵循相同的溫度升高。 Vishay的mini Lug NTCALUG03非常適合這些應用。在溫度上升超過+ 2°C/s后，該設備速度很快，并且該溫度在2°C至3°C的限制范圍內是準確的。

Van Beneden補充說，SMD NTC也可用于并安裝在LED裸片基板上，以遠程感知最關鍵的溫度區域。

Vishay建議尋找具有中等至精度（+/- 2°C至+/- 5°C）的設備，這對于良好的絕對溫度傳感和安全操作的HBLED非常重要。

安裝選項

NTC熱敏電阻有多種安裝選擇。它們可以用螺絲，膠合，壓制或粘合。 NTC熱敏電阻與LED基板的連接非常重要，因為它直接與傳感精度和響應時間有關。例如，NTC熱敏電阻與基板粘合的方式會影響兩者之間的熱阻。 Van Beneden說：“與電路板或基板的電氣和熱連接以及傳感器相對于LED管芯的確切位置對于精度，響應時間和熱梯度非常重要。”

在理想情況下無法安裝傳感器的情況下，“某些邏輯總是可以考慮一些放置問題，”Van Beneden指出。

設計師的一個警告是，NTC熱敏電阻供應商并非都在其產品組合中提供相同的組件。與其他無源元件不同，數據表并不總是提供相同的值，在這種情況下是電阻值，這使得系統設計人員的工作有點棘手。然而，許多LED驅動器制造商將在其應用說明中指出NTC熱敏電阻的要求，例如100kΩ，具有一定的B值。

NTC熱敏電阻參考電阻值取決于驅動器邏輯和使用情況，但大多數情況下可選擇10kΩ至100kΩ。 Van Beneden表示，這取決于安全的工作溫度范圍以及該范圍內所需的精度/穩定性。