單個(gè)電流環(huán)路驅(qū)動(dòng)多串LED電路設(shè)計(jì)

　　在使用電流模式控制的多串LED 應(yīng)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(shè)計(jì)將介紹一種自動(dòng)檢測(cè)LED 串開(kāi)路并作相應(yīng)調(diào)整的方法。LED 最好以恒流源來(lái)驅(qū)動(dòng)。就要求較小電流的LED 應(yīng)用而言，線性驅(qū)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(shè)計(jì)了。如果應(yīng)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(fù)雜。例如，需要顧及的一項(xiàng)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(shè)計(jì)將介紹一種自動(dòng)檢測(cè)LED 串開(kāi)路并作相應(yīng)調(diào)整的方法。

　　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(cè)電阻，僅使用一個(gè)控制環(huán)路。然后給感測(cè)電阻增設(shè)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(dú)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(xiàn)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(jié)會(huì)被拉至地電平。

　　當(dāng)電流流過(guò)LED 串時(shí)，NPN 晶體管導(dǎo)通，相應(yīng)地將PNP 晶體管的基極電阻拉至地電平，使其導(dǎo)通。這些PNP 晶體管的輸出連在一起，并傳送至開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的反饋。如果兩個(gè)PNP 晶體管都導(dǎo)通，兩個(gè)感測(cè)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(qū)動(dòng)兩個(gè)LED串。

　　圖2：基于NCP3063單個(gè)電流環(huán)路驅(qū)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(wěn)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(shì)是：實(shí)際上沒(méi)有限制在并聯(lián)上可以增加LED 串的數(shù)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(tǒng)計(jì)顯示，隨著LED串長(zhǎng)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(cè)電阻容限及PNP 晶體管飽和電壓。但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室測(cè)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(cè)到。