單個電流環(huán)路驅動多串LED電路設計

　　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)生開路故障，將會增加其他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檢測LED 串開路并作相應調整的方法。LED 最好以恒流源來驅動。就要求較小電流的LED 應用而言，線性驅動方案就可以了。但在LED 要求更大電流時，就需要開關電源設計了。如果應用中僅有一個LED 串工作，控制就很簡單直接。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)開路的那串LED 的電流這時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檢測LED 串開路并作相應調整的方法。

　　不同于為各串LED 使用多個控制環(huán)路，我們可以通過在每串LED 底部增加一個感測電阻，僅使用一個控制環(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，進而傳送至控制環(huán)路。還增加單獨的NPN 晶體管來與PNP 晶體管的基極串聯(lián)，從而在PNP 晶體管處于反向偏置時斷開電流通道。在LED 串開路時，會出現(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，其射極結會被拉至地電平。

　　當電流流過LED 串時，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，并傳送至開關穩(wěn)壓器的反饋。如果兩個PNP 晶體管都導通，兩個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驅動兩個LED串。

　　圖2：基于NCP3063 單個電流環(huán)路驅動多串LED

　　這種方案的妙處在于：如果某LED 串因某些原因而開路，流過余下LED 串的電流仍然保持恒定。用于開路的LED 串的PNP 及NPN 晶體管自動關閉，從環(huán)路移除了這串LED 的反饋電壓。開關穩(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)勢是：實際上沒有限制在并聯(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)計顯示，隨著LED串長度增加，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。但在實際的實驗室測量中，這些因素已經(jīng)被證明很輕微，而且人眼肯定不會感測到。