LED 正在尋找其擴充產品應用範圍的途徑。汽車照明、電視背光燈以及平板電腦隻是幾個需要多個 LED 的應用。使用恒流驅動大量 LED 即可通過長長的串行連接完成
，也可通過並行驅動多個 LED 串完成。但是

，將大量 LED 連(lian)成(cheng)長(chang)串(chuan)會(hui)導(dao)致(zhi)高(gao)電(dian)壓(ya)及(ji)單(dan)點(dian)故(gu)障(zhang)問(wen)題(ti)。同(tong)樣(yang)


，以(yi)並(bing)聯(lian)形(xing)式(shi)為(wei)多(duo)個(ge)串(chuan)供(gong)電(dian)需(xu)要(yao)多(duo)個(ge)電(dian)流(liu)調(tiao)節(jie)器(qi)
，每(mei)串(chuan)一(yi)個(ge)，這(zhe)可(ke)導(dao)致(zhi)更(geng)高(gao)的(de)複(fu)雜(za)度(du)與(yu)成(cheng)本(ben)。當(dang)前(qian)的(de)趨(qu)勢(shi)是(shi)讓(rang)多(duo)個(ge)串(chuan)並(bing)聯(lian)工(gong)作(zuo)
，本(ben)文(wen)將(jiang)探(tan)討(tao)實(shi)施(shi)電(dian)路(lu)係(xi)統(tong)達(da)到(dao)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)的(de)方(fang)法(fa)和(he)原(yuan)理(li)。

 

LED 與標準二極管類似，也是電流驅動型器件。它具有 I-V 曲線，其中電流與電壓為非線性，而且正向電壓的一個小小變化就會導致一個大的電流變化。由於 LED 電流差不多與 LED 光通量成正比
，因此對於電視等應用來說精確控製電流至關重要。但並不是所有應用都必須要求 LED 亮度匹配的高精度。如果 LED 采用單串形式驅動，那麼亮度肯定匹配，因為每個 LED 具有相同的電流強度。隨著所用 LED 數量的增加，就必須使用並聯串
，並必須做出如何控製每串電流的選擇。

 

典型白光 LED 具有 3.3V 的正向電壓，在額定電流下變量高達 20%。如果串聯使用 10 個 LED
，那麼在相同電流下可能第一串需要 33V 電壓才能充分驅動，而第二串則需要 39.6V。如果將這兩個串並聯，較低電壓串分流的電流明顯比預期的要多
，而第二串明顯要少。單串中所有 LED 都位於其正向電壓規範高端的可能性很小，而且所用的 LED 越多
，這種可能性就越小。

 

事實上，這兩串之間的平衡性要好得多，但可能仍有幾伏的差異。為針對這種情形提供幫助，LED 製造商使用分檔法對零部件進行分組，其可精確匹配 LED 正向電壓 (Vf) 壓降（以及通量與波長），實現更好的性能。圖 1A 是一種實現雙串並聯的簡單低成本實施方案，隻需固定電壓電源以及用來設定電流強度的簡單電阻器。

 

傳感電阻器上的電壓可通過外部控製電路進行調節，以通過調高或調低輸出電壓實現對 LED 電流的精確控製。盡管這可調節第一串中的 LED 電流，但不一定在第二串中管用。如果控製回路可提高被調節 LED 串的輸出電壓
，但第二串的電壓壓降在二者中較低，其實它會使第二串的電流更差。

 

當應用於標準二極管中時
，LED 正(zheng)向(xiang)壓(ya)降(jiang)隨(sui)溫(wen)度(du)上(shang)升(sheng)而(er)降(jiang)低(di)。如(ru)果(guo)一(yi)個(ge)串(chuan)比(bi)另(ling)一(yi)個(ge)串(chuan)熱(re)得(de)多(duo)
，其(qi)正(zheng)向(xiang)壓(ya)降(jiang)就(jiu)會(hui)降(jiang)低(di)
，並(bing)開(kai)始(shi)消(xiao)耗(hao)更(geng)多(duo)電(dian)流(liu)。這(zhe)樣(yang)所(suo)增(zeng)加(jia)的(de)熱(re)耗(hao)散(san)會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)使(shi)其(qi)升(sheng)溫(wen)
，從(cong)而(er)不(bu)僅(jin)會(hui)增(zeng)大(da)其(qi)電(dian)流(liu)，而(er)且(qie)還(hai)很(hen)有(you)可(ke)能(neng)因(yin)熱(re)失(shi)控(kong)而(er)導(dao)致(zhi) LED 故障。這種情況需求驅動各串的電壓經過電流調節並保持恒定。此外，所有 LED 都應安裝在一個共用散熱片上，以便在它們之間保持盡量相等的工作溫度。

 

在采用恒定電壓驅動各串時，熱失控不是什麼問題，但是各串間的電流匹配會很差。由於每串都是相互獨立的（即一串中的電流不會直接影響另一串中的電流），因此采用電壓電源驅動時故障容差較好，但是，在一個串中的電流通過 Vfb 進行調節時，故障容差也不好。在這種情況下
，如果一個 LED zaijingguotiaojiedechuanzhongdakai，qudonggechuandedianyajiukebeikongzhidianlutiaogao，erqiezuizhonghuizaiweitiaojiechuanzhongyinqiguoya
，congerdaozhiguzhang。zaicaiyongwufankuidianyadianyuanqudongzuyimanzuxuqiushi，tu 1A 中的電路不會為要求更為嚴格的應用提供精確的 LED 串電流匹配。

圖 1. 電流鏡 (B) 可針對簡單電阻器電流調節 (A) 提供各種優勢。

 

圖 1B 采用電流鏡調節兩個串中的電流。第一串不僅使用來自傳感電阻器 Rs1 的電壓反饋 (Vfb) 調節其電流
，而且還依靠 Q1 及 Q2 的 Vbe 匹配在 Rs2 中設定相同的電壓。有了相同的傳感電阻器電壓值，可強製第二個串中流入相同的電流。調節精確度主要取決於 Q1 與 Q2 Vbe 電壓間的匹配。為此
，在相同裸片上提供支持兩個組件的雙路電阻器可幫助降低溫度、處理以及其它變化。

 

這種電路可提供適當的精確度
，但基本電流不匹配以及 Vbe 與 Rs的比率會產生誤差
，使其不太完美。Vfb 電壓與 Vbe 的比值越大，誤差就越低，但會增大功耗。此外，為 Q1/Q2 添加串連基極電阻器可能也有助於提高精確度。