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LED開(kāi)路過(guò)壓保護(hù)電路的工作原理

時(shí)間：2010-08-15 11:40:40

關(guān)鍵字： LED 過(guò)壓保護(hù)電路輸出電壓控制器

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[導(dǎo)讀]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(gè)與 LED 串聯(lián)的檢測(cè)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

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(gè)與 LED 串聯(lián)的檢測(cè)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(gè) LED 或某段導(dǎo)線發(fā)生故障，則電路就會(huì)呈開(kāi)路負(fù)載的狀況。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文·照明設(shè)計(jì)與工程

　　在這種情況下，電流檢測(cè)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，輸出電壓會(huì)急劇飆升，直到輸出電容、二極管和/或功率 FET 過(guò)應(yīng)力并被損毀。使用圖 1 所示的簡(jiǎn)單LED開(kāi)路過(guò)壓保護(hù)電路就可以避免出現(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

　　該升壓電路通過(guò)電阻 R14 測(cè)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(diào)節(jié)電流驅(qū)動(dòng) 10 個(gè) LED。設(shè)計(jì)人員常常會(huì)添加串聯(lián)電阻 R9 并利用它來(lái)測(cè)量并驗(yàn)證反饋環(huán)路的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)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(hù)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(méi)有壓降。R5 與 R9 之和將用來(lái)設(shè)定環(huán)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)開(kāi)路 LED 發(fā)生故障時(shí)，D2、R9 和 R14 成為輸出兩端的負(fù)載?？刂破鲿?huì)迫使輸出電壓升高，直到輸出電壓達(dá)到約 36V 為止。D2 開(kāi)始導(dǎo)通，使電流通過(guò) 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(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(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。由于控制環(huán)路的響應(yīng)時(shí)間問(wèn)題，在轉(zhuǎn)換期間輸出電壓會(huì)出現(xiàn)輕微的過(guò)沖。

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