【導讀】在使用電流模式控制的多串LED應用中，如果其中某串LED發(fā)生開(kāi)路故障，將會(huì )增加其他LED串的電流，這將縮短LED的使用壽命，因此，本文設計將介紹一種自動(dòng)檢測LED串開(kāi)路并作相應調整的方法。
LED最好以恒流源來(lái)驅動(dòng)。就要求較小電流的LED應用而言，線(xiàn)性驅動(dòng)方案就可以了。但在LED要求更大電流時(shí)，就需要開(kāi)關(guān)電源設計了。如果應用中僅有一個(gè)LED串工作，控制就很簡(jiǎn)單直接。但如果有多串LED，控制就變得復雜。例如，需要顧及的一項因素是：如果多串LED中的某串LED開(kāi)路該怎么辦。如果使用電流模式控制，那么一般情況下，原本流經(jīng)開(kāi)路的那串LED的電流這時(shí)就被迫分流到余下的LED串中，增大了這些LED串的電流，并縮短其使用壽命，而這種狀況并非好事。本篇設計將介紹一種自動(dòng)檢測LED串開(kāi)路并作相應調整的方法。
通常以恒流模式使用開(kāi)關(guān)穩壓器時(shí)，LED串底部的小感測電阻會(huì )測量得電流，然后這感測電阻的電壓反饋至穩壓器的控制環(huán)路。但如果有多串LED，那么設計人員該如何控制環(huán)路呢？某些設計人員在所有LED串的底部使用一顆感測電阻，但這樣就產(chǎn)生前面提到的LED串開(kāi)路問(wèn)題。其它設計人員則為每個(gè)LED配設齊納箝位器件，這種方法當然有效，但成本高昂，因為每個(gè)LED都需要一個(gè)齊納器件。還有些設計人員為每串LED使用單獨的開(kāi)關(guān)穩壓器及控制環(huán)路，這種方法也使成本變得高昂。
不同于為各串LED使用多個(gè)控制環(huán)路，我們可以通過(guò)在每串LED底部增加一個(gè)感測電阻，僅使用一個(gè)控制環(huán)路。然后給感測電阻增設一些PNP晶體管，而這些PNP晶體管的集電極連接在一起，進(jìn)而傳送至控制環(huán)路。還增加單獨的NPN晶體管來(lái)與PNP晶體管的基極串聯(lián)，從而在PNP晶體管處于反向偏置時(shí)斷開(kāi)電流通道。在LED串開(kāi)路時(shí)，會(huì )出現這種反向偏置工作；而PNP晶體管的集電極上有反饋電壓時(shí)，其射極結會(huì )被拉至地電平(圖1)。
圖1：NCP3063框圖
[page]當電流流過(guò)LED串時(shí)，NPN晶體管導通，相應地將PNP晶體管的基極電阻拉至地電平，使其導通。這些PNP晶體管的輸出連在一起，并傳送至開(kāi)關(guān)穩壓器的反饋。如果兩個(gè)PNP晶體管都導通，兩個(gè)感測電阻基本上就是并聯(lián)，提示環(huán)路它需要足夠的電流來(lái)驅動(dòng)兩個(gè)LED串(圖2)。
圖2：基于NCP3063單個(gè)電流環(huán)路驅動(dòng)多串LED
這種方案的妙處在于：如果某LED串因某些原因而開(kāi)路，流過(guò)余下LED串的電流仍然保持恒定。用于開(kāi)路的LED串的PNP及NPN晶體管自動(dòng)關(guān)閉，從環(huán)路移除了這串LED的反饋電壓。開(kāi)關(guān)穩壓器的總輸出電流將下降，但余下LED串的電流仍將保持恒定。
這種方案的優(yōu)勢是：實(shí)際上沒(méi)有限制在并聯(lián)上可以增加LED串的數量。多串LED之間的電流差異將主要取決于LED本身的正向壓降。但即使存在正向壓降差異，統計顯示，隨著(zhù)LED串長(cháng)度增加，這些差異將迅速地向平均正向壓降收斂(converge)。其它差異因素包括感測電阻容限及PNP晶體管飽和電壓。但在實(shí)際的實(shí)驗室測量中，這些因素已經(jīng)被證明很輕微，而且人眼肯定不會(huì )感測到。
相關(guān)閱讀：
3W LED射燈拆解對比：普通版VS豪華版
http://www.zzmyjiv.cn/opto-art/80021694
一款低功耗、低成本的白光LED驅動(dòng)芯片設計
http://www.zzmyjiv.cn/power-art/80021699
LED照明方案詳解：針對不同LED照明應用方案匯總
http://www.zzmyjiv.cn/opto-art/80021735
擊敗傳統照明的關(guān)鍵：智能化LED照明設計
http://www.zzmyjiv.cn/opto-art/80021727
