本发明涉及汽车电子电路设计领域，特别是关于一种运用热敏电阻ptc随温度升高提升电流至稳定的电路。
背景技术：
灯具电路设计中热量与配光是一组矛盾。为了达到更高的亮度要求，电路设计的功率就会加大，功率越大工作后温度越高，而温度过高就存在烧融的风险，因而电路设计中常用热敏电阻ptc来实现过温保护。
热敏电阻是一种电子元件，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻ptc器(ptc)和负温度系数热敏电阻ptc器(ntc)。热敏电阻ptc的典型特点是对温度敏感，在不同的温度下会表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻ptc器(ptc)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻ptc器(ntc)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。热敏电阻ptc的运用在电路设计中已经很常见。有些是直接使用单个热敏电阻ptc搭建数字或模拟电路；有些是使用带有过温保护功能的芯片，即将热敏电阻ptc和其相关电路封装在芯片内部。
运用常规电路不使用热敏电阻ptc时，设置电流低于满足配光亮度要求的电流，常温下工作灯具无法满足法规；设置电流高于满足配光亮度要求的电流，高温下工作点亮一段时间后热量累计过高，会存在超耐温的问题。
运用带热敏电阻ptc具有过温保护功能的电路时，设置电流低于满足配光亮度要求的电流，常温下工作灯具同样无法满足法规；设置电流高于满足配光亮度要求的电流时，高温下工作点亮一段时间后热量累计过高，电路会通过热敏电子开启过温保护功能，降低电流，此时可以满足热量不超耐温的要求，但常温下工作点亮一段时间后电流同样被降低，仍然无法满足配光法规要求。
所以现状是使用热敏电阻ptc的电路能达到过温保护的功能，即在高温下能保持灯具不超耐温，但设计缺陷在于在常温工作时，过温保护的功能会导致灯具无法满足配光法规的要求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中使用热敏电阻ptc的电路，虽然能够在高温下满足热量要求不超温，但是常温下过温保护的功能会导致灯具无法满足配光法规的问题，本发明提供一种运用热敏电阻ptc随温度升高提升电流至稳定的电路来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：运用热敏电阻ptc随温度升高提升电流至稳定的电路，其特征在于：它包括主回路、开关回路、第一滤波保护电路和第二滤波保护电路；其中，所述开关回路的第一输入端连接所述主回路的第一输出端；所述开关回路的输出端连接所述第一滤波保护电路的输入端和所述主回路的输入端，所述开关回路的第二输入端连接所述第二滤波保护电路的输入端和所述主回路的第二输出端，所述第一滤波保护电路的输出端和所述第二滤波保护电路的输出端接地。
所述主回路包括防反二极管、第一发光二极管、第二发光二极管、第一功率npn三极管、第二功率npn三极管、第三功率npn三极管、第四功率npn三极管、第五功率npn三极管、第三功率电阻、第四功率电阻、第五功率电阻、第六功率电阻、第七功率电阻、第八采样电阻、第九采样电阻、第十采样电阻、第十一采样电阻和第十二采样电阻；其中，所述防反二极管的正极连接电源，所述防反二极管的负极连接所述第一发光二极管的正极，所述第一发光二极管的负极连接所述第二发光二极管的正极，所述第二发光二极管的负极分别连接所述第一功率npn三极管的集电极、所述第二功率npn三极管的集电极、所述第三功率npn三极管的集电极、所述第四功率npn三极管的集电极和所述第五功率npn三极管的集电极；所述第一功率npn三极管的发射集连接所述第三功率电阻的一端，所述第三功率电阻的另一端连接所述第八采样电阻的一端，所述第八采样电阻的另一端接地；所述第二功率npn三极管的发射集连接所述第四功率电阻的一端，所述第四功率电阻的另一端连接所述第九采样电阻的一端，所述第九采样电阻的另一端接地；所述第三功率npn三极管的发射集连接所述第五功率电阻的一端，所述第五功率电阻的另一端连接所述第十采样电阻的一端，所述第十采样电阻的另一端接地；所述第四功率npn三极管的发射集连接所述第六功率电阻的一端，所述第六功率电阻的另一端连接所述第十一采样电阻的一端，所述第十一采样电阻的另一端接地；所述第五功率npn三极管的发射集连接所述第七功率电阻的一端，所述第七功率电阻的另一端连接所述第十二采样电阻的一端，所述第十二采样电阻的另一端接地。
所述开关回路包括限流电阻、分压电阻、热敏电阻和开关npn三极管；其中，所述限流电阻的一端连接所述防反二极管的负极，所述限流电阻的另一端分别连接所述分压电阻的一端、所述开关npn三极管的集电极、所述第一功率npn三极管的基极、所述第二功率npn三极管的基极、所述第三功率npn三极管的基极、所述第四功率npn三极管的基极和所述第五功率npn三极管的基极；所述分压电阻的另一端连接所述热敏电阻的一端，所述热敏电阻的另一端接地；所述开关npn三极管的发射极接地；所述开关npn三极管的基极分别连接所述第三功率电阻的另一端、所述第八采样电阻的一端、所述第四功率电阻的另一端、所述第九采样电阻的一端、所述第五功率电阻的另一端、所述第十采样电阻的一端、、所述第六功率电阻的另一端、所述第十一采样电阻的一端、所述第七功率电阻的另一端和所述第十二采样电阻的一端。
所述热敏电阻为正温度系数热敏电阻器，阻值取470ω。
所述第一滤波保护电路包括第一保护电容；其中，所述第一保护电容的一端连接所述限流电阻的另一端，同时连接所述第一功率npn三极管的基极、所述第二功率npn三极管的基极、所述第三功率npn三极管的基极、所述第四功率npn三极管的基极和所述第五功率npn三极管的基极，以及所述开关npn三极管的集电极；所述第一保护电容的另一端接地。
所述第二滤波保护电路包括所述第二保护电容，所述第二保护电容的一端连接所述开关npn三极管的基极，所述第二保护电容的另一端接地。
本发明的有益效果是：1、本发明电路设置的初始电流较低，因为温度上升相对缓慢，相交普通电路稳定后温度更低。2、本发明电路在常温下功能温度上升时自动提升灯具电流，弥补了温度升高后led光衰带来的配光影响；同时在高温下电流也不会继续上升，仍能满足热量不超耐温的要求。3、本发明电路当温度上升到极限情况时灯具电流也不会无限上升，可通过调节部分元件参数控制最大电流不超过发光二极管的使用范围。4、本发明使用元件均为分立元件，成本低，可靠性高，不局限于某些特殊芯片或元件，可替代性强。鉴于以上理由，本发明可以广泛用于汽车电子电路设计领域。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明包括主回路100、开关回路200、第一滤波保护电路300和第二滤波保护电路400。
其中，开关回路200的第一输入端连接主回路100的第一输出端；开关回路200的输出端连接第一滤波保护电路300的输入端和主回路100的输入端，开关回路200的第二输入端连接第二滤波保护电路400的输入端和主回路100的第二输出端，第一滤波保护电路300的输出端和第二滤波保护电路400的输出端接地。
其中，主回路100用于实现电路的基本功能，即点亮发光二极管，实现车灯照明的基本功能，它包括防反二极管d1、第一发光二极管l1、第二发光二极管l2、第一功率npn三极管q1、第二功率npn三极管q2、第三功率npn三极管q3、第四功率npn三极管q4、第五功率npn三极管q5、第三功率电阻r3、第四功率电阻r4、第五功率电阻r5、第六功率电阻r6、第七功率电阻r7、第八采样电阻r8、第九采样电阻r9、第十采样电阻r10、第十一采样电阻r11和第十二采样电阻r12。
防反二极管d1的正极连接电源(vcc)，防反二极管d1的负极连接第一发光二极管l1的正极，第一发光二极管l1的负极连接第二发光二极管l2的正极，第二发光二极管l2的负极分别连接第一功率npn三极管q1的集电极、第二功率npn三极管q2的集电极、第三功率npn三极管q3的集电极、第四功率npn三极管q4的集电极和第五功率npn三极管q5的集电极。第一功率npn三极管q1的发射集连接第三功率电阻r3的一端，第三功率电阻r3的另一端连接第八采样电阻r8的一端，第八采样电阻r8的另一端接地。第二功率npn三极管q2的发射集连接第四功率电阻r4的一端，第四功率电阻r4的另一端连接第九采样电阻r9的一端，第九采样电阻r9的另一端接地。第三功率npn三极管q3的发射集连接第五功率电阻r5的一端，第五功率电阻r5的另一端连接第十采样电阻r10的一端，第十采样电阻r10的另一端接地。第四功率npn三极管q4的发射集连接第六功率电阻r6的一端，第六功率电阻r6的另一端连接第十一采样电阻r11的一端，第十一采样电阻r11的另一端接地。第五功率npn三极管q5的发射集连接第七功率电阻r7的一端，第七功率电阻r7的另一端连接第十二采样电阻r12的一端，第十二采样电阻r12的另一端接地。
其中，开关回路200用于调节温度与电流关系，它包括限流电阻r1、分压电阻r2、热敏电阻ptc和开关npn三极管q6。
限流电阻r1的一端连接防反二极管d1的负极，限流电阻r1的另一端分别连接分压电阻r2的一端、开关npn三极管q6的集电极、第一功率npn三极管q1的基极、第二功率npn三极管q2的基极、第三功率npn三极管q3的基极、第四功率npn三极管q4的基极和第五功率npn三极管q5的基极。分压电阻r2的另一端连接热敏电阻ptc的一端，热敏电阻ptc的另一端接地。开关npn三极管q6的发射极接地。开关npn三极管q6的基极分别连接第三功率电阻r3的另一端、第八采样电阻r8的一端、第四功率电阻r4的另一端、第九采样电阻r9的一端、第五功率电阻r5的另一端、第十采样电阻r10的一端、、第六功率电阻r6的另一端、第十一采样电阻r11的一端、第七功率电阻r7的另一端和第十二采样电阻r12的一端。
其中，第一滤波保护电路300用于降低总输入电压变化时开关npn三极管q6集电极电压波动的影响，使第一功率npn三极管q1的基极、第二功率npn三极管q2的基极、第三功率npn三极管q3的基极、第四功率npn三极管q4的基极和第五功率npn三极管q5的基极电压相对平稳变化，避免电压突变或产生的尖峰对电路稳定性带来影响，它包括第一保护电容c1，第一保护电容c1的一端连接限流电阻r1的另一端，同时连接第一功率npn三极管q1的基极、第二功率npn三极管q2的基极、第三功率npn三极管q3的基极、第四功率npn三极管q4的基极和第五功率npn三极管q5的基极，以及开关npn三极管q6的集电极，第一保护电容c1的另一端接地。
其中，第二滤波保护电路400用于在总输入电压变化时稳定三极管q6基极电压，即采样电压，进而使采样电流保持相对稳定，它包括第二保护电容c2，第二保护电容c2的一端连接npn三极管q6的基极，第二保护电容c2的另一端接地。
本发明工作时：
1)常温25℃条件下，灯具初始点亮，输入电压12v状态：开关回路200中热敏电阻ptc阻值为470ω，对应开关npn三极管q6上的分压压降为1.94v，此时主回路100中第一至第五功率npn三极管q1-q5工作在放大区，集电极与发射极导通，电流经由防反二极管d1，第一发光二极管l1、第二发光二极管l2、功率npn三极管(第一功率npn三极管q1、第二功率npn三极管q2、第三功率npn三极管q3、第四功率npn三极管q4和第五功率npn三极管q5、)、功率电阻(第三功率电阻r3、第四功率电阻r4、第五功率电阻r5、第六功率电阻r6和第七功率电阻r7)、采样电阻(第八采样电阻r8、第九采样电阻r9、第十采样电阻r10、第十一采样电阻r11和第十二采样电阻r12)后到gnd，形成回路。第一发光二极管l1和第二发光二极管l2上电流由采样电阻决定，此时经过第八采样电阻r8、第九采样电阻r9、第十采样电阻r10、第十一采样电阻r11和第十二采样电阻r12上的电流均为82ma，所以第一发光二极管l1和第二发光二极管l2上电流为490ma。
因为初始设置电流较低，功率较低，点亮一段时间后第一发光二极管l1和第二发光二极管l2温度升高到70℃，此时对应热敏电阻ptc的阻值为4.7kω，开关npn三极管q6上的分压压降升至2.45v，主回路100中第一至第五功率npn三极管q1-q5随温度上升工作状态由放大区向饱和区转变，此时即工作在饱和区，经过第八采样电阻r8、第九采样电阻r9、第十采样电阻r10、第十一采样电阻r11和第十二采样电阻r12上的电流均上升为117ma，因而第一发光二极管l1和第二发光二极管l2上电流变为697ma。
即初始电流设置较低，随着温度上升电流逐步上升，在稳定后达到配光法规要求以上，实现了常温下亮度也能满足配光法规的要求；同时通过改变开关回路200中的分压电阻r2的阻值来设置初始电流，r2阻值越大，初始电流越大，反之越小；而初始电流也是电路的最小电流，点亮时间延长电流只会上升，这也保证了灯具电流不会过低影响整车诊断功能。
2)高温70℃条件下，开关回路200中热敏电阻ptc阻值为4kω，对应开关npn三极管q6上的分压压降为2.45v，主回路100中第一至第五功率npn三极管q1-q5随温度上升工作在饱和区，经过第八采样电阻r8、第九采样电阻r9、第十采样电阻r10、第十一采样电阻r11和第十二采样电阻r12上的电流均为117ma，因而第一发光二极管l1和第二发光二极管l2上电流为697ma。因为初始温度较高，电流较高，功率较大，点亮一段时间后，第一发光二极管l1和第二发光二极管l2温度升高到90℃，仍能满足热量不超耐温的要求，此时对应热敏电阻ptc阻值为47kω，开关npn三极管q6上的压降为2.51v，此时主回路100中第一至第五功率npn三极管q1-q5随温度上升已工作在饱和区，因而经过第一发光二极管l1和第二发光二极管l2上的电流几乎不变，约为120ma，第一发光二极管l1和第二发光二极管l2上电流为715ma。即在高温环境下工作时电路仍能满足热量不超耐温的要求。
3)当第一发光二极管l1和第二发光二极管l2的温度上升到100℃及以上时，对应热敏电阻ptc阻值为100kω，此时主回路100中第一至第五功率npn三极管q1-q5随温度上升已工作在饱和区，因而经过第一发光二极管l1和第二发光二极管l2上的电流几乎不变，第一发光二极管l1和第二发光二极管l2上电流约为715ma。即当温度上升到极限情况时，第一发光二极管l1和第二发光二极管l2电流也不会无限上升，可通过限流电阻r1、分压电阻r2、热敏电阻ptc的参数配合设置电流在第一发光二极管l1和第二发光二极管l2的使用范围内。实现了在高温下满足热量要求不超温的要求。
热敏电阻ptc为正温度系数热敏电阻器(ptc)，阻值取470ω。灯具初始点亮时温度较低，电流较小；点亮30min后温度升高，热敏电阻ptc阻值变大，对应采样电流也变大；通过限流电阻r1控制了采样电流最大值在热量极限情况以下；综上两点表明电路实现了在高温下满足热量要求不超温，常温下保持亮度也能满足配光法规的功能需求。
上述实施例中，热敏电阻ptc采用正温度系数热敏电阻器；电路电流有上限和下限，不会无限升高或降低。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。