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簡(jiǎn)單的LED開(kāi)路故障保護(hù)電路設(shè)計(jì)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來(lái)源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):131
核心提示:

要保證LED串的亮度恒定,其驅(qū)動(dòng)電流必須是可調(diào)節(jié)的。人們通常使用升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)提升電壓電平,以使LED在足夠高的偏置時(shí)導(dǎo)通。調(diào)節(jié)LED串電流的典型方法是增加一個(gè)與LED相串聯(lián)的感應(yīng)電阻并把其兩端的電壓作為PWM控制器的反饋輸入。如果LED串中某個(gè)LED或某段導(dǎo)線發(fā)生故障,則電路會(huì)呈開(kāi)路負(fù)載的狀況。
 這時(shí),電流感應(yīng)電阻兩端的電壓下降到零。當(dāng)通過(guò)增加PWM導(dǎo)通時(shí)間來(lái)提升輸出電壓失敗的時(shí)候,控制電路響應(yīng)將嘗試增加LED電流。在大多數(shù)情況下,輸出電壓將急劇飆升,直到輸出電容、二極管和/或功率FET過(guò)載與損毀。使用圖1所示的簡(jiǎn)單的過(guò)壓保護(hù)電路可以避免出現(xiàn)這種情況。

  圖1:一個(gè)簡(jiǎn)單的LED驅(qū)動(dòng)器過(guò)壓保護(hù)電路。

  這個(gè)升壓電路通過(guò)電阻R14測(cè)量LED電流并實(shí)現(xiàn)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(dòng)10個(gè)LED。設(shè)計(jì)者常常加入串聯(lián)電阻R9并利用它來(lái)測(cè)量和驗(yàn)證反饋回路的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中,這個(gè)電阻可能會(huì)被零歐姆電阻替代。圖中給出的開(kāi)路保護(hù)電路利用了R9,它與齊納二極管D2一起提供了額外的功能。

  在正常工作情況,LED電流由0.26V 的PWM控制器內(nèi)部參考電壓除以R14電阻值所決定。因?yàn)镽14兩端的電壓降在正常工作條件下將一直保持在0.26V,在R5和R9串聯(lián)電阻的兩端沒(méi)有電壓降。R5與R9之和的作用是設(shè)定回路增益而不影響輸出電流調(diào)整點(diǎn)。D2這時(shí)沒(méi)有導(dǎo)通,因?yàn)樗挥幸庠O(shè)置為比正常輸出電壓高20%。
  當(dāng)LED發(fā)生開(kāi)路故障時(shí),D2、R9和R14成為輸出兩端的負(fù)載?刂破髌仁馆敵鲭妷荷,直到輸出電壓達(dá)到約36V。D2開(kāi)始導(dǎo)通,使電流通過(guò)R9和R14流向接地,同時(shí)把TP1上的感應(yīng)電壓提升到0.26V。這向控制器提供了一個(gè)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上的功率降至最低。如果D2直接接到LED串的兩端,在開(kāi)路期間的總輸出電流將流過(guò)D2,如果D2無(wú)力承受這樣大的功率則會(huì)立即燒毀。


  圖2:開(kāi)路LED測(cè)試結(jié)果。

  圖2顯示了斷路測(cè)試時(shí)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(dá)到36V的鉗位電壓,齊納電流隨即產(chǎn)生,調(diào)節(jié)過(guò)程也重新確立,輸出電壓將保持在36V。由于控制回路的響應(yīng)速度問(wèn)題,在轉(zhuǎn)換期間輸出電壓會(huì)出現(xiàn)小幅超調(diào)。

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