要想保證 LED 串的亮度穩(wěn)定，首先須使其驅(qū)動(dòng)電流穩(wěn)定。人們通常使用升壓轉(zhuǎn)換器(boost converter)將電壓升壓來(lái)使 LED 偏置並導(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)電阻器並將其兩端的電壓作為脈衝寬度調(diào)節(jié)器(PWM)控制器的回饋輸入。如果串聯(lián) LED 中的某個(gè) LED 或是某段導(dǎo)線發(fā)生故障，則電路就會(huì)呈斷路負(fù)載的狀況。
在這種情況下，電流檢測(cè)電阻兩端的電壓下降到零，當(dāng)透過(guò)增加 PWM 導(dǎo)通時(shí)間來(lái)提升輸出電壓失敗的時(shí)候，控制電路回應(yīng)將嘗試增加 LED 電流。在大多數(shù)的案例中輸出電壓會(huì)急劇飆升，直到輸出電容、二極體和/或功率 FET 超過(guò)所能負(fù)荷而被損毀。使用圖一所示簡(jiǎn)單的過(guò)壓保護(hù)電路就可以避免出現(xiàn)這種情況。
該升壓電路通過(guò)電阻 R14 測(cè)量 LED 電流並實(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 ，利用它來(lái)測(cè)量並驗(yàn)證回饋環(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。圖中給出的斷路保護(hù)電路採(cǎi)用了 R9，它與齊納二極體(Zener diode) D2 一起提供了更多的功能。
圖一 一個(gè)簡(jiǎn)單的 LED 驅(qū)動(dòng)器過(guò)壓保護(hù)電路
在正常工作情況中，LED 電流取決於 0.26V 的 PWM 控制器內(nèi)部參考電壓除以 R14 電阻的值。由於 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)樗惶匾庠O(shè)置為比正常輸出電壓高 20%。
當(dāng)斷路 LED 發(fā)生故障時(shí)，D2、R9 和 R14 成為輸出兩端的負(fù)載。控制器會(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。如此一來(lái)，這就向控制器提供了一個(gè)必不可少的回饋電壓。
當(dāng)輸出調(diào)整到 36V 左右，源電流等於 0.26V除以 51 歐姆(約等於 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，在斷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。
圖二顯示了斷路測(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。齊納二極體一旦達(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。由於控制迴路的回應(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)衝。
圖二 開(kāi)放式 LED 測(cè)試提供了一個(gè)受控的輸出電壓
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