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單個(gè)電流環(huán)路如何驅(qū)動(dòng)多串LED呢?

發(fā)布時(shí)間:2014-12-13 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】本文講的單個(gè)電流環(huán)路驅(qū)動(dòng)多串LED電路設(shè)計(jì)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(dòng)關(guān)閉,從環(huán)路移除了這串LED 的反饋電壓。開關(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。
 
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LED 串開路并作相應(yīng)調(diào)整的方法。LED 最好以恒流源來驅(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(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LED 串開路并作相應(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(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)斷開電流通道。在LED 串開路時(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。
基于NCP3063 單個(gè)電流環(huán)路驅(qū)動(dòng)多串LED
當(dāng)電流流過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(qū)動(dòng)兩個(gè)LED串。
基于NCP3063 單個(gè)電流環(huán)路驅(qū)動(dòng)多串LED
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(dòng)關(guān)閉,從環(huán)路移除了這串LED 的反饋電壓。開關(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)勢是:實(shí)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(jì)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(shí)際的實(shí)驗(yàn)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。
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