工程師筆記:低成本單個電流環路驅動多串LED設計
發布時間:2013-10-31 責任編輯:eliane
【導讀】在使用電流模式控製的多串LED應用中,如果其中某串LED發生開路故障,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串開路並作相應調整的方法。
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,控製就很簡單直接。但如果有多串LED,控製就變得複雜。例如,需要顧及的一項因素是:如果多串LED中的某串LED開路該怎麼辦。如果使用電流模式控製,那麼一般情況下,原本流經開路的那串LED的電流這時就被迫分流到餘下的LED串中,增大了這些LED串的電流,並縮短其使用壽命,而這種狀況並非好事。本篇設計將介紹一種自動檢測LED串開路並作相應調整的方法。
通常以恒流模式使用開關穩壓器時,LED串底部的小感測電阻會測量得電流,然後這感測電阻的電壓反饋至穩壓器的控製環路。但如果有多串LED,那麼設計人員該如何控製環路呢?某些設計人員在所有LED串的底部使用一顆感測電阻,但這樣就產生前麵提到的LED串開路問題。其它設計人員則為每個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LED都需要一個齊納器件。還有些設計人員為每串LED使用單獨的開關穩壓器及控製環路,這種方法也使成本變得高昂。
不同於為各串LED使用多個控製環路,我們可以通過在每串LED底部增加一個感測電阻,僅使用一個控製環路。然後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,進而傳送至控製環路。還增加單獨的NPN晶體管來與PNP晶體管的基極串聯,從而在PNP晶體管處於反向偏置時斷開電流通道。在LED串開路時,會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,其射極結會被拉至地電平(圖1)。

圖1:NCP3063框圖
[page]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,並傳送至開關穩壓器的反饋。如果兩個PNP晶體管都導通,兩個感測電阻基本上就是並聯,提示環路它需要足夠的電流來驅動兩個LED串(圖2)。

圖2:基於NCP3063單個電流環路驅動多串LED
這種方案的妙處在於:如果某LED串因某些原因而開路,流過餘下LED串的電流仍然保持恒定。用於開路的LED串的PNP及NPN晶體管自動關閉,從環路移除了這串LED的反饋電壓。開關穩壓器的總輸出電流將下降,但餘下LED串的電流仍將保持恒定。
這種方案的優勢是:實際上沒有限製在並聯上可以增加LED串的數量。多串LED之間的電流差異將主要取決於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,這些因素已經被證明很輕微,而且人眼肯定不會感測到。
相關閱讀:
3W LED射燈拆解對比:普通版VS豪華版
http://0-fzl.cn/opto-art/80021694
一款低功耗、低成本的白光LED驅動芯片設計
http://0-fzl.cn/power-art/80021699
LED照明方案詳解:針對不同LED照明應用方案彙總
http://0-fzl.cn/opto-art/80021735
擊敗傳統照明的關鍵:智能化LED照明設計
http://0-fzl.cn/opto-art/80021727
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- e絡盟與Same Sky簽署全球分銷協議,拓展高性能元器件版圖
- 告別“偏色”煩惱:光譜傳感器如何重塑手機攝影的真實色彩
- 從“掃描”到“洞察”:Hyperlux ID iToF技術如何攻克30米測距極限
- 解鎖算力芯片的“速度密碼”:SmartDV全棧IP方案深度解析
- 發燒友福音!XMOS推出32段EQ調節與一鍵升頻功能
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
光電顯示
光繼電器
光控可控矽
光敏電阻
光敏器件
光敏三極管
光收發器
光通訊器件
光纖連接器
軌道交通
國防航空
過流保護器
過熱保護
過壓保護
焊接設備
焊錫焊膏
恒溫振蕩器
恒壓變壓器
恒壓穩壓器
紅外收發器
紅外線加熱
厚膜電阻
互連技術
滑動分壓器
滑動開關
輝曄
混合保護器
混合動力汽車
混頻器
霍爾傳感器




