一、核心问题分析

1. 并联结构导致的电流不均

– 问题表现：用户灯管采用 3并11串 结构（每组3个LED并联，共11组串联），这种设计会导致并联的LED之间因 伏安特性差异 而产生电流分配不均。当某个灯珠因老化或工艺偏差导致电压升高时，其他并联灯珠会承担更大电流，加速损坏。

– 损坏位置：头尾灯串因靠近电源端或散热条件较差（如外壳边缘），电流冲击和温升更明显，导致灯珠首尾更容易烧黑。

2. PWM调光引入的瞬态电流冲击

– 调光机制缺陷：在PWM调光（10kHz频率）时，MOS管频繁开关导致 电流突变。恒流电路响应速度不足，可能产生瞬时过流尖峰。

– 高频分量影响：10kHz的高频调光可能通过寄生电感和电容形成 电压尖峰，直接击穿LED芯片。

3. 供电稳定性不足

– 电源滤波缺失：用户使用恒压开关电源为36V系统供电，但未在电源输出端并联大容量电容。PWM调光时电流波动导致电压瞬时跌落或浪涌，加剧电流不稳定性。

二、验证实验与现象支持

• 电压测量差异：

– 在30% PWM调光时，头尾灯串电压高达 4.8V–7.6V（远超LED额定值），中间灯串则为2.5V；100%调光时电压分布均匀（3.0V–3.1V）。

– 原因：调光状态下恒流电路未完全稳定，高频开关导致电流分配不均。

• 老化测试局限性：

– 出厂前老化测试未模拟实际使用中的 频繁亮度切换（30%↔100% PWM），导致瞬态冲击问题未暴露。

三、解决方案

1. 优化LED布局与驱动结构

– 改为先串后并结构：将每组LED改为 单串再并联（如每串33个LED，再3并、串），减少并联导致的电流不均风险。

– 增加均流电阻：在每串LED中串联 0.5–1Ω电阻，强制均流并抑制瞬态冲击。

2. 改进PWM调光电路

– 降低调光频率：将10kHz降至 1–2kHz，减少高频分量对电路的影响。

– 添加软启动电路：在MOS管栅极串联电阻并并联电容（如100nF），减缓开关速度，抑制电流尖峰。

3. 增强电源稳定性

– 增加滤波电容：在36V电源输出与GND之间并联 470μF以上电解电容，平滑电压波动。

– 选用恒流驱动芯片：采用集成软启动和过流保护的LED驱动IC，替代三极管等普通恒流方案。

4. 热管理与可靠性验证

– 局部散热优化：对头尾灯串增加散热片或导热胶，降低温升。

– 动态负载测试：模拟实际使用场景（频繁调光切换），用示波器监测 单个灯珠的电流波形，验证瞬态冲击是否消除。

四、总结

用户案例的灯珠损坏根源在于 并联结构电流不均 叠加 PWM调光的瞬态冲击。通过调整LED布局、优化驱动电路、增强电源滤波，可显著提升系统可靠性。该问题也印证了LED驱动设计中 恒流精度 和 动态响应 的重要性。