LED驅動器升壓轉換器簡單開路故障保護方法

驅動高亮度 的一種方法是對標準升壓轉換器拓撲進行修改,以驅動恒定電流通過負載。但是,這種實施方法存在一個嚴重問題,因為 LED 串中出現(xiàn)的開路故障會移除負載電流的通路。由于來自轉換器(此時在無反饋情況下工作)的高輸出電壓,這樣可能會對電路造成潛在損壞。本文為您介紹一種簡單的健壯開路故障保護方法,其使用一個齊納二極管和一個電阻器,并且對總效率的影響可以忽略不計。通過將一個高壓升壓轉換器配置為一個恒流驅動器,用于驅動 3 支高亮度白光 LED,并在輸出端產(chǎn)生一個模擬故障狀態(tài),我們可以驗證這種拓撲結構的功能性。該電路將輸出電壓控制在某個安全水平,并在受保護狀態(tài)下減少輸出電流! 

典型高亮度 LED 升壓轉換器

我們常常對轉換器進行修改,以在單節(jié)鋰離子(Li-Ion)、堿性及其它應用中驅動高亮度 LED.在這些應用中,LED 串的電壓超出了電池或者電源軌電壓。在標準升壓配置結構中,利用一個分壓器產(chǎn)生電路的反饋電壓 VFB,從而對輸出電壓 VOUT 進行監(jiān)控。轉換器對輸出電壓進行調(diào)節(jié),讓 VFB 始終都等于片上參考電壓 VREF.這種拓撲為自適應型,可用負載代替反饋分壓器中的上層電阻器,從而保持恒定電流而非恒定電壓,如圖 1 中 LED 串所示。負載電流依賴于升壓轉換器的片上參考電壓,其計算方法如下:

這種簡單實施方法存在的一個嚴重問題是,LED 串中出現(xiàn)的開路故障會移除負載電流的通路。當沒有電流流過反饋電阻器 RSET 時,VFB 被下拉至接地。作為響應,升壓轉換器會盡可能地增加其工作占空比至最大值,目的是在反饋 (FB)針腳上維持正確的電壓。利用理想化的升壓轉換器傳輸函數(shù)表明,當轉換器接近其最大占空比時,可以產(chǎn)生高輸出電壓 (VOUT)。請思考一個90%(常用值)典型最大占空比且 5V 輸入的升壓轉換器:

轉換器輸出端高壓帶來發(fā)生多次故障的可能性。這種電壓可能會超出內(nèi)部或者外部開關式器件或者無源組件的額定值。另外,如果在沒有采取保護措施的情況下操作電路,它還會給用戶帶來潛在危險,并可能會在連接時損壞負載。


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