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战胜驱动并联 LED 串的难题

LED正在寻找其扩充产品应用范围的途径。汽车照明、电视背光灯以及平板电脑只是几个需要多个LED的应用。使用恒流驱动大量LED即可通过长长的串行连接完成,也可通过并行驱动多个LED串完成。但是,将大量L

LED 正在寻觅其扩大产品运用规模的途径。轿车照明、电视背光灯以及平板电脑仅仅几个需求多个 LED 的运用。运用恒流驱动很多 LED 即可通过长长的串行衔接完结,也可通过并行驱动多个 LED 串完结。可是,将很多 LED 连成长串会导致高电压及单点毛病问题。相同,以并联方式为多个串供电需求多个电流调理器,每串一个,这可导致更高的复杂度与本钱。当时的趋势是让多个串并联作业,本文将讨论施行电路系统到达这一方针的办法和原理。

LED 与规范二极管相似,也是电流驱动型器材。它具有 I-V 曲线,其间电流与电压为非线性,并且正向电压的一个小小改变就会导致一个大的电流改变。因为 LED 电流差不多与 LED 光通量成正比,因而关于电视等运用来说准确操控电流至关重要。但并不是一切运用都有必要要求 LED 亮度匹配的高精度。假如 LED 选用单串方式驱动,那么亮度必定匹配,因为每个 LED 具有相同的电流强度。跟着所用 LED 数量的增加,就有必要运用并联串,并有必要做出怎么操控每串电流的挑选。

典型白光 LED 具有 3.3V 的正向电压,在额定电流下变量高达 20%。假如串联运用 10 个 LED,那么在相同电流下或许榜首串需求 33V 电压才干充沛驱动,而第二串则需求 39.6V。假如将这两个串并联,较低电压串分流的电流显着比预期的要多,而第二串显着要少。单串中一切 LED 都坐落其正向电压规范高端的或许性很小,并且所用的 LED 越多,这种或许性就越小。

事实上,这两串之间的平衡性要好得多,但或许仍有几伏的差异。为针对这种景象供给协助,LED 制造商运用分档法对零部件进行分组,其可准确匹配 LED 正向电压 (Vf) 压降(以及通量与波长),完成更好的功能。1A是一种完成双串并联的简略低本钱施行方案,只需固定电压电源以及用来设定电流强度的简略电阻器。

传感电阻器上的电压可通过外部操控电路进行调理,以通过调高或调低输出电压完成对 LED 电流的准确操控。虽然这可调理榜首串中的 LED 电流,但不一定在第二串中管用。假如操控回路可进步被调理 LED 串的输出电压,但第二串的电压压降在二者中较低,其实它会使第二串的电流更差。

当运用于规范二极管中时,LED 正向压降随温度上升而下降。假如一个串比另一个串热得多,其正向压降就会下降,并开端耗费更多电流。这样所增加的热耗闭会进一步使其升温,然后不只会增大其电流,并且还很有或许因热失控而导致 LED 毛病。这种状况需求驱动各串的电压通过电流调理并坚持稳定。此外,一切 LED 都应安装在一个共用散热片上,以便在它们之间坚持尽量持平的作业温度。

在选用稳定电压驱动各串时,热失控不是什么问题,可是各串间的电流匹配会很差。因为每串都是彼此独立的(即一串中的电流不会直接影响另一串中的电流),因而选用电压电源驱动时毛病容差较好,可是,在一个串中的电流通过 Vfb 进行调理时,毛病容差也欠好。在这种状况下,假如一个 LED 在通过调理的串中翻开,驱动各串的电压就可被操控电路调高,并且终究会在未调理串中引起过压,然后导致毛病。在选用无反应电压电源驱动足以满意需求时,1A中的电路不会为要求更为严厉的运用供给准确的 LED 串电流匹配。

图 1. 电流镜 (B) 可针对简略电阻器电流调理 (A) 供给各种优势。

图 1B 选用电流镜调理两个串中的电流。榜首串不只运用来自传感电阻器 Rs1 的电压反应 (Vfb) 调理其电流,并且还依托 Q1 及 Q2 的 Vbe 匹配在 Rs2 中设定相同的电压。有了相同的传感电阻器电压值,可强制第二个串中流入相同的电流。调理准确度首要取决于 Q1 与 Q2 Vbe 电压间的匹配。为此,在相同裸片上供给支撑两个组件的双路电阻器可协助下降温度、处理以及其它改变。

这种电路可供给恰当的准确度,但根本电流不匹配以及 Vbe 与 Rs的比率会发生差错,使其不太完美。Vfb 电压与 Vbe 的比值越大,差错就越低,但会增大功耗。此外,为 Q1/Q2 增加串连基极电阻器或许也有助于进步准确度。

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