LED驅動(dòng)電路 開(kāi)路過(guò)壓保護電路的設計技術(shù)

        要想保證LED串的亮度恒定，其驅動(dòng)電流必須是可調節的。人們通常使用升壓轉換器將電壓電平升壓至足夠高的水平，以使LED偏置并導通。調節LED串電流的典型方法是增加一個(gè)與LED串聯(lián)的檢測電阻器并將其兩端的電壓作為脈寬調制(PWM) 控制器的反饋輸入。如果串聯(lián) LED中某個(gè)LED或某段導線(xiàn)發(fā)生故障，則電路就會(huì )呈開(kāi)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(guò)增加 PWM 導通時(shí)間來(lái)提升輸出電壓失敗的時(shí)候，控制電路響應將嘗試增加LED電流。在大多數情況下，輸出電壓會(huì )急劇飆升，直到輸出電容、二極管和/或功率 FET過(guò)應力并被損毀。使用圖1所示的簡(jiǎn)單LED開(kāi)路過(guò)壓保護電路就可以避免出現這種情況。

　　圖 1 一個(gè)簡(jiǎn)單的 LED驅動(dòng)器過(guò)壓保護電路

　　該升壓電路通過(guò)電阻 R14 測量 LED電流并實(shí)施電流模式控制。該電路把輸出電壓提升到 30V 以上，以 0.35A的調節電流驅動(dòng) 10 個(gè)LED。設計人員常常會(huì )添加串聯(lián)電阻R9并利用它來(lái)測量并驗證反饋環(huán)路的穩定性。在實(shí)際應用中，可能會(huì )用零歐姆電阻替代這個(gè)電阻。圖中給出的開(kāi)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(méi)有壓降。R5 與 R9之和將用來(lái)設定環(huán)路增益而不影響輸出電流調整點(diǎn)。D2這時(shí)沒(méi)有導通，因為它被有意設置為比正常輸出電壓高 20%。

　　當開(kāi)路 LED 發(fā)生故障時(shí)，D2、R9 和 R14成為輸出兩端的負載?？刂破鲿?huì )迫使輸出電壓升高，直到輸出電壓達到約 36V為止。D2 開(kāi)始導通，使電流通過(guò) R9 和 R14流向接地，從而把 TP1 上的感應電壓提升到0.26V。這就向控制器提供了一個(gè)必不可少的反饋電壓。輸出調整到 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(kāi)路期間的總輸出電流將流經(jīng) D2，如果 D2無(wú)力承受這樣大的功率則會(huì )立即被燒毀。

　　圖 2 顯示了開(kāi)路測試時(shí)的 LED電流和升壓轉換器的輸出電壓。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，調節過(guò)程也重新確立，輸出電壓將保持在36V。由于控制環(huán)路的響應時(shí)間問(wèn)題，在轉換期間輸出電壓會(huì )出現輕微的過(guò)沖。