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LED開路過壓保護電路的工作原理

上傳人:John Betten(應用工程師)

上傳時間: 2009-12-24

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  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 導通時間來提升輸出電壓失敗的時候,控制電路響應將嘗試增加 LED 電流。在大多數情況下,輸出電壓會急劇飆升,直到輸出電容、二極管和/或功率 FET 過應力并被損毀。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這種情況。

圖 1 一個簡單的 LED 驅動器過壓保護電路

  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 的調節電流驅動 10 個 LED。設計人員常常會添加串聯電阻 R9 并利用它來測量并驗證反饋環路的穩定性。在實際應用中,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 串聯電阻的兩端沒有壓降。R5 與 R9 之和將用來設定環路增益而不影響輸出電流調整點。D2 這時沒有導通,因為它被有意設置為比正常輸出電壓高 20%。

  當開路 LED 發生故障時,D2、R9 和 R14 成為輸出兩端的負載??刂破鲿仁馆敵鲭妷荷?,直到輸出電壓達到約 36V 為止。D2 開始導通,使電流通過 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 上的功率降至最低。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 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,齊納電流隨即產生,調節過程也重新確立,輸出電壓將保持在 36V。由于控制環路的響應時間問題,在轉換期間輸出電壓會出現輕微的過沖。
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