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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LED燈按照串聯、并聯或串并聯結合的配置方式連接，共享同一個恒流或恒壓源，各LED燈串通常由穩定電流驅動，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導致亮度的明顯不同，但是復合正向電壓(所有串聯LED的正向電壓總和)及其對溫度和流經的正向電流強度的嚴重依賴，以及其他工藝相關變量等參數的影響，使長期保持電流平衡成為一項艱難的任務。此外，如有任何LED燈或燈串發生故障，或LED燈出現漏電或因熱點形成而影響效率，都有可能使其造成更多負擔，導致使用壽命縮短，最終導致固態照明(SSL)及其相關驅動源發生災難性故障。 開發這一驅動旨在提供一款高效容錯設備，尤其適用于采用串聯或串并聯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芯片如果在工作過程中由于電氣或熱應力導致開路、短路或漏電，任何故障LED都將無法替換/修復。本電路(圖)可應對這樣的事故，隔離故障燈串，同時不會影響功率預算，亦不會影響其他正常運行的LED燈串。 圖：驅動電路，適用于采用串聯或串并聯結合配置方式的中大功率LED燈組成的集成式LED模塊。 本設計實例使用的技術可精確地向多個LED燈串連接的電流敏感開關輸入參考電流(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，進而在發生短路、漏電或開路時，為LED燈串的電流不平衡問題提供容差保護，從而確保并聯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，該電路還具有簡單、性價比高和效率高的優勢，從而使該電路具備更多其他優勢。 該電路由S1、S2和S3三個LED燈串組成，每個燈串都擁有三個與基于MOSFET/BJT的流入式恒流源(constantcurrent sink，CCS)相連的串聯3W白光LED燈。流入各LED燈串的電流(IC1～IC3)由恒定電流IB決定，產生的電壓VGS被同時施加到所有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LED燈串)接近600mV，T3會限制流經恒流源的電流，從而降低柵極驅動。 將T5并聯至T3即可讓各電流源具備另一功能。通常，T5保持在關斷狀態，直到漏極電壓上升至接近Vcc時，R6兩端將產生足夠的電壓，驅動T5進入飽和狀態，通過將柵極接地斷開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，進而產生適當的VGS來驅動MOSFET，同時它還具備模擬電流調光功能。原理圖中的Ref節點提供緊急關斷功能，通過施加接近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。可以看到，最糟糕情況下的電流通常也在1A左右，除非在發生嚴重漏電、短路或開路時，燈串電流會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。如果需要，可以通過適當降低檢測電阻R5來提升燈串電流。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燈發生短路，SSL仍可繼續正常運行，但如果整個燈串發生短路，MOSFET漏極電位將增至Vcc，在這種情況下，相應的MOSFET將停止工作，迫使漏極電流變為零。 如果特定燈串中任意LED燈發生漏電，其仍可繼續正常運行，但如果整個燈串發生漏電，MOSFET漏極電位將增至Vcc，在這種情況下，相應的MOSFET將停止工作，迫使漏極電流變為零。 |
