单个电流环路驱动多串LED电路设计

2014-12-27 22:28:01来源: 互联网 关键字:电流环路  驱动

  在使用电流模式控制的多串LED 应用中,如果其中某串LED 发生开路故障,将会增加其他LED 串的电流,这将缩短LED 的使用寿命,因此,本文设计将介绍一种自动检测LED 串开路并作相应调整的方法。LED 最好以恒流源来驱动。就要求较小电流的LED 应用而言,线性驱动方案就可以了。但在LED 要求更大电流时,就需要开关电源设计了。如果应用中仅有一个LED 串工作,控制就很简单直接。但如果有多串LED,控制就变得复杂。例如,需要顾及的一项因素是:如果多串LED 中的某串LED 开路该怎么办。如果使用电流模式控制,那么一般情况下,原本流经开路的那串LED 的电流这时就被迫分流到余下的LED 串中,增大了这些LED 串的电流,并缩短其使用寿命,而这种状况并非好事。本篇设计将介绍一种自动检测LED 串开路并作相应调整的方法。

  不同于为各串LED 使用多个控制环路,我们可以通过在每串LED 底部增加一个感测电阻,仅使用一个控制环路。然后给感测电阻增设一些PNP 晶体管,而这些PNP 晶体管的集电极连接在一起,进而传送至控制环路。还增加单独的NPN 晶体管来与PNP 晶体管的基极串联,从而在PNP 晶体管处于反向偏置时断开电流通道。在LED 串开路时,会出现这种反向偏置工作;而PNP 晶体管的集电极上有反馈电压时,其射极结会被拉至地电平。

  当电流流过LED 串时,NPN 晶体管导通,相应地将PNP 晶体管的基极电阻拉至地电平,使其导通。这些PNP 晶体管的输出连在一起,并传送至开关稳压器的反馈。如果两个PNP 晶体管都导通,两个感测电阻基本上就是并联,提示环路它需要足够的电流来驱动两个LED串。

  图2:基于NCP3063 单个电流环路驱动多串LED

  这种方案的妙处在于:如果某LED 串因某些原因而开路,流过余下LED 串的电流仍然保持恒定。用于开路的LED 串的PNP 及NPN 晶体管自动关闭,从环路移除了这串LED 的反馈电压。开关稳压器的总输出电流将下降,但余下LED 串的电流仍将保持恒定。

  这种方案的优势是:实际上没有限制在并联上可以增加LED 串的数量。多串LED 之间的电流差异将主要取决于LED 本身的正向压降。但即使存在正向压降差异,统计显示,随着LED串长度增加,这些差异将迅速地向平均正向压降收敛(converge)。其它差异因素包括感测电阻容限及PNP 晶体管饱和电压。但在实际的实验室测量中,这些因素已经被证明很轻微,而且人眼肯定不会感测到。

关键字:电流环路  驱动

编辑:探路者 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/2014/1227/article_11666.html
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现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

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