LED驅(qū)動電路 開路過壓保護電路的設(shè)計技術(shù)

        要想保證LED串的亮度恒定，其驅(qū)動電流必須是可調(diào)節(jié)的。人們通常使用升壓轉(zhuǎn)換器將電壓電平升壓至足夠高的水平，以使LED偏置并導(dǎo)通。調(diào)節(jié)LED串電流的典型方法是增加一個與LED串聯(lián)的檢測電阻器并將其兩端的電壓作為脈寬調(diào)制(PWM) 控制器的反饋輸入。如果串聯(lián) LED中某個LED或某段導(dǎo)線發(fā)生故障，則電路就會呈開路負載的狀況。

       在這種情況下，電流檢測電阻兩端的電壓下降到零。當通過增加 PWM 導(dǎo)通時間來提升輸出電壓失敗的時候，控制電路響應(yīng)將嘗試增加LED電流。在大多數(shù)情況下，輸出電壓會急劇飆升，直到輸出電容、二極管和/或功率 FET過應(yīng)力并被損毀。使用圖1所示的簡單LED開路過壓保護電路就可以避免出現(xiàn)這種情況。

　　圖 1 一個簡單的 LED驅(qū)動器過壓保護電路

　　該升壓電路通過電阻 R14 測量 LED電流并實施電流模式控制。該電路把輸出電壓提升到 30V 以上，以 0.35A的調(diào)節(jié)電流驅(qū)動 10 個LED。設(shè)計人員常常會添加串聯(lián)電阻R9并利用它來測量并驗證反饋環(huán)路的穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中，可能會用零歐姆電阻替代這個電阻。圖中給出的開路保護電路采用了R9，它與齊納二極管D2 一起提供了更多的功能。

　　在正常工作情況中，LED 電流取決于 0.26V 的 PWM控制器內(nèi)部參考電壓除以 R14 電阻的值。由于 R14兩端的壓降在正常工作條件下將一直保持在 0.26V，因此在 R5 和 R9串聯(lián)電阻的兩端沒有壓降。R5 與 R9之和將用來設(shè)定環(huán)路增益而不影響輸出電流調(diào)整點。D2這時沒有導(dǎo)通，因為它被有意設(shè)置為比正常輸出電壓高 20%。

　　當開路 LED 發(fā)生故障時，D2、R9 和 R14成為輸出兩端的負載。控制器會迫使輸出電壓升高，直到輸出電壓達到約 36V為止。D2 開始導(dǎo)通，使電流通過 R9 和 R14流向接地，從而把 TP1 上的感應(yīng)電壓提升到0.26V。這就向控制器提供了一個必不可少的反饋電壓。輸出調(diào)整到 36V 左右，源電流等于0.26V除以 51 歐姆(約等于5mA)。這使 D2 上的功率降至*低。如果將 D2 直接接到 LED串的兩端，在開路期間的總輸出電流將流經(jīng) D2，如果 D2無力承受這樣大的功率則會立即被燒毀。

　　圖 2 顯示了開路測試時的 LED電流和升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。LED 電流立即從 0.35A 下降到0A，繼而輸出電壓升高。齊納二極管一旦達到 36V的鉗位電壓，齊納電流隨即產(chǎn)生，調(diào)節(jié)過程也重新確立，輸出電壓將保持在36V。由于控制環(huán)路的響應(yīng)時間問題，在轉(zhuǎn)換期間輸出電壓會出現(xiàn)輕微的過沖。