|
LED燈的工作壽命取決于各種工作條件下其電流保持在額定范圍內的能力。對于多芯片LED模組，緊密放置的LED燈組成燈串，多個(gè)LED燈按照串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)結合的配置方式連接，共享同一個(gè)恒流或恒壓源，各LED燈串通常由穩定電流驅動(dòng)，該電流在所有LED燈串中大致相同。盡管燈串電流出現小幅不均衡不會(huì )導致亮度的明顯不同，但是復合正向電壓(所有串聯(lián)LED的正向電壓總和)及其對溫度和流經(jīng)的正向電流強度的嚴重依賴(lài)，以及其他工藝相關(guān)變量等參數的影響，使長(cháng)期保持電流平衡成為一項艱難的任務(wù)。此外，如有任何LED燈或燈串發(fā)生故障，或LED燈出現漏電或因熱點(diǎn)形成而影響效率，都有可能使其造成更多負擔，導致使用壽命縮短，最終導致固態(tài)照明(SSL)及其相關(guān)驅動(dòng)源發(fā)生災難性故障。 開(kāi)發(fā)這一驅動(dòng)旨在提供一款高效容錯設備，尤其適用于采用串聯(lián)或串并聯(lián)結合配置方式的中大功率LED燈組成的集成式LED模塊。與分立式功率型LED燈組成的SLL不同，集成式LED芯片如果在工作過(guò)程中由于電氣或熱應力導致開(kāi)路、短路或漏電，任何故障LED都將無(wú)法替換/修復。本電路(圖)可應對這樣的事故，隔離故障燈串，同時(shí)不會(huì )影響功率預算，亦不會(huì )影響其他正常運行的LED燈串。 圖：驅動(dòng)電路，適用于采用串聯(lián)或串并聯(lián)結合配置方式的中大功率LED燈組成的集成式LED模塊。 本設計實(shí)例使用的技術(shù)可精確地向多個(gè)LED燈串連接的電流敏感開(kāi)關(guān)輸入參考電流(IB)，相應地調節LED壽命期間可能出現的正常和預期電氣故障下的電流強度，進(jìn)而在發(fā)生短路、漏電或開(kāi)路時(shí)，為L(cháng)ED燈串的電流不平衡問(wèn)題提供容差保護，從而確保并聯(lián)LED燈串能夠在額定調節電流范圍內正常運行。不同于其他電路，除設計新穎巧妙外，該電路還具有簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高和效率高的優(yōu)勢，從而使該電路具備更多其他優(yōu)勢。 該電路由S1、S2和S3三個(gè)LED燈串組成，每個(gè)燈串都擁有三個(gè)與基于MOSFET/BJT的流入式恒流源(constantcurrent sink，CCS)相連的串聯(lián)3W白光LED燈。流入各LED燈串的電流(IC1～IC3)由恒定電流IB決定，產(chǎn)生的電壓VGS被同時(shí)施加到所有MOSFET的柵極。恒定電流IB將柵源電壓VGS設置到T4、T7及T10。一旦R5兩端的電位降(僅考慮第一個(gè)LED燈串)接近600mV，T3會(huì )限制流經(jīng)恒流源的電流，從而降低柵極驅動(dòng)。 將T5并聯(lián)至T3即可讓各電流源具備另一功能。通常，T5保持在關(guān)斷狀態(tài)，直到漏極電壓上升至接近Vcc時(shí)，R6兩端將產(chǎn)生足夠的電壓，驅動(dòng)T5進(jìn)入飽和狀態(tài)，通過(guò)將柵極接地斷開(kāi)MOSFET。 R*的位置控制T1、T2及(R1+R*)配置的壓控恒流源(VCCS)中的恒定電流(IB)的強度，進(jìn)而產(chǎn)生適當的VGS來(lái)驅動(dòng)MOSFET，同時(shí)它還具備模擬電流調光功能。原理圖中的Ref節點(diǎn)提供緊急關(guān)斷功能，通過(guò)施加接近Vcc的電壓，使恒定電流IB為零，所有LED燈串停止工作。IB的值為： 對于給定的元件值，正常的燈串電流設定在1A左右�？梢钥吹�，最糟糕情況下的電流通常也在1A左右，除非在發(fā)生嚴重漏電、短路或開(kāi)路時(shí)，燈串電流會(huì )降至幾毫安或可以忽略不計。對于給定的元件值，IB可以在0.4mA～1.4mA之間變動(dòng)。如果需要，可以通過(guò)適當降低檢測電阻R5來(lái)提升燈串電流。LED燈和功率MOSFET必須安裝在合適的散熱器/金屬芯PCB上，以避免熱失控。 如果特定燈串中任意LED燈發(fā)生短路，SSL仍可繼續正常運行，但如果整個(gè)燈串發(fā)生短路，MOSFET漏極電位將增至Vcc，在這種情況下，相應的MOSFET將停止工作，迫使漏極電流變?yōu)榱恪?br /> 如果特定燈串中任意LED燈發(fā)生漏電，其仍可繼續正常運行，但如果整個(gè)燈串發(fā)生漏電，MOSFET漏極電位將增至Vcc，在這種情況下，相應的MOSFET將停止工作，迫使漏極電流變?yōu)榱恪?br /> |
