低成本单个电流环路驱动多串LED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。

通常以恒流模式使用开关稳压器时，LED串底部的小感测电阻会测量得电流，然后这感测电阻的电压反馈至稳压器的控制环路。但如果有多串LED，那么设计人员该如何控制环路呢?某些设计人员在所有LED串的底部使用一颗感测电阻，但这样就产生前面提到的LED串开路问题。其它设计人员则为每个LED配设齐纳箝位器件，这种方法当然有效，但成本高昂，因为每个LED都需要一个齐纳器件。还有些设计人员为每串LED使用单独的开关稳压器及控制环路，这种方法也使成本变得高昂。

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(图1)。