单个电流环路驱动多串LED电路设计

　　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。