LED开路故障保护电路

要保证led串的亮度恒定,其驱动电流必须是可调节的。人们通常使用升压转换器来提升电压电平,以使led在足够高的偏置时导通。调节led串电流的典型方法是增加一个与led相串联的感应电阻并把其两端的电压作为pwm控制器的反馈输入。如果led串中某个led或某段导线发生故障,则电路会呈开路负载的状况。

  这时,电流感应电阻两端的电压下降到零。当通过增加pwm导通时间来提升输出电压失败的时候,控制电路响应将尝试增加led电流。在大多数情况下,输出电压将急剧飙升,直到输出电容、二极管和/或功率fet过载与损毁。使用图1所示的简单的过压保护电路可以避免出现这种情况。

  这个升压电路通过电阻r14测量led电流并实现电流模式控制。该电路把输出电压提升到30v以上,以0.35a的调节电流驱动10个led。设计者常常加入串联电阻r9并利用它来测量和验证反馈回路的稳定性。在实际应用中,这个电阻可能会被零欧姆电阻替代。图中给出的开路保护电路利用了r9,它与齐纳二极管d2一起提供了额外的功能。

  在正常工作情况,led电流由0.26v 的pwm控制器内部参考电压除以r14电阻值所决定。因为r14两端的电压降在正常工作条件下将一直保持在0.26v,在r5和r9串联电阻的两端没有电压降。r5与r9之和的作用是设定回路增益而不影响输出电流调整点。d2这时没有导通,因为它被有意设置为比正常输出电压高20%。

  当led发生开路故障时,d2、r9和r14成为输出两端的负载。控制器迫使输出电压升高,直到输出电压达到约36v。d2开始导通,使电流通过r9和r14流向接地,同时把tp1上的感应电压提升到0.26v。这向控制器提供了一个必不可少的反馈电压。输出调整到36v左右,源电流等于0.26v除以51欧姆(约等于5ma)。这使d2上的功率降至最低。如果d2直接接到led串的两端,在开路期间的总输出电流将流过d2,如果d2无力承受这样大的功率则会立即烧毁。

  2:开路led测试结果

  图2显示了断路测试时的led电流和升压转换器的输出电压。led电流立即从0.35a下降到0a,继而输出电压升高。齐纳二极管一旦达到36v的钳位电压,齐纳电流随即产生,调节过程也重新确立,输出电压将保持在36v。由于控制回路的响应速度问题,在转换期间输出电压会出现小幅超调。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计