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一、核心問(wèn)題分析

1. 并聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的電流不均

– 問(wèn)題表現(xiàn)：用戶燈管采用 3并11串 結(jié)構(gòu)（每組3個(gè)LED并聯(lián)，共11組串聯(lián)），這種設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)的LED之間因 伏安特性差異 而產(chǎn)生電流分配不均。當(dāng)某個(gè)燈珠因老化或工藝偏差導(dǎo)致電壓升高時(shí)，其他并聯(lián)燈珠會(huì)承擔(dān)更大電流，加速損壞。

– 損壞位置：頭尾燈串因靠近電源端或散熱條件較差（如外殼邊緣），電流沖擊和溫升更明顯，導(dǎo)致燈珠首尾更容易燒黑。

2. PWM調(diào)光引入的瞬態(tài)電流沖擊

– 調(diào)光機(jī)制缺陷：在PWM調(diào)光（10kHz頻率）時(shí)，MOS管頻繁開關(guān)導(dǎo)致 電流突變。恒流電路響應(yīng)速度不足，可能產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)流尖峰。

– 高頻分量影響：10kHz的高頻調(diào)光可能通過(guò)寄生電感和電容形成 電壓尖峰，直接擊穿LED芯片。

3. 供電穩(wěn)定性不足

– 電源濾波缺失：用戶使用恒壓開關(guān)電源為36V系統(tǒng)供電，但未在電源輸出端并聯(lián)大容量電容。PWM調(diào)光時(shí)電流波動(dòng)導(dǎo)致電壓瞬時(shí)跌落或浪涌，加劇電流不穩(wěn)定性。

二、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)象支持

? 電壓測(cè)量差異：

– 在30% PWM調(diào)光時(shí)，頭尾燈串電壓高達(dá) 4.8V–7.6V（遠(yuǎn)超LED額定值），中間燈串則為2.5V；100%調(diào)光時(shí)電壓分布均勻（3.0V–3.1V）。

– 原因：調(diào)光狀態(tài)下恒流電路未完全穩(wěn)定，高頻開關(guān)導(dǎo)致電流分配不均。

? 老化測(cè)試局限性：

– 出廠前老化測(cè)試未模擬實(shí)際使用中的 頻繁亮度切換（30%?100% PWM），導(dǎo)致瞬態(tài)沖擊問(wèn)題未暴露。

三、解決方案

1. 優(yōu)化LED布局與驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)

– 改為先串后并結(jié)構(gòu)：將每組LED改為 單串再并聯(lián)（如每串33個(gè)LED，再3并、串），減少并聯(lián)導(dǎo)致的電流不均風(fēng)險(xiǎn)。

– 增加均流電阻：在每串LED中串聯(lián) 0.5–1Ω電阻，強(qiáng)制均流并抑制瞬態(tài)沖擊。

2. 改進(jìn)PWM調(diào)光電路

– 降低調(diào)光頻率：將10kHz降至 1–2kHz，減少高頻分量對(duì)電路的影響。

– 添加軟啟動(dòng)電路：在MOS管柵極串聯(lián)電阻并并聯(lián)電容（如100nF），減緩開關(guān)速度，抑制電流尖峰。

3. 增強(qiáng)電源穩(wěn)定性

– 增加濾波電容：在36V電源輸出與GND之間并聯(lián) 470μF以上電解電容，平滑電壓波動(dòng)。

– 選用恒流驅(qū)動(dòng)芯片：采用集成軟啟動(dòng)和過(guò)流保護(hù)的LED驅(qū)動(dòng)IC，替代三極管等普通恒流方案。

4. 熱管理與可靠性驗(yàn)證

– 局部散熱優(yōu)化：對(duì)頭尾燈串增加散熱片或?qū)崮z，降低溫升。

– 動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)試：模擬實(shí)際使用場(chǎng)景（頻繁調(diào)光切換），用示波器監(jiān)測(cè) 單個(gè)燈珠的電流波形，驗(yàn)證瞬態(tài)沖擊是否消除。

四、總結(jié)

用戶案例的燈珠損壞根源在于 并聯(lián)結(jié)構(gòu)電流不均 疊加 PWM調(diào)光的瞬態(tài)沖擊。通過(guò)調(diào)整LED布局、優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路、增強(qiáng)電源濾波，可顯著提升系統(tǒng)可靠性。該問(wèn)題也印證了LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中 恒流精度 和 動(dòng)態(tài)響應(yīng) 的重要性。