要想保證 LED 串的亮度穩(wěn)定，首先須使其驅(qū)動電流穩(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，是增加一個與 LED 串聯(lián)的檢測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 LED 或是某段導(dǎo)線發(fā)生故障，則電路就會呈斷路負(fù)載的狀況。
在這種情況下，電流檢測電阻兩端的電壓下降到零，當(dāng)透過增加 PWM 導(dǎo)通時間來提升輸出電壓失敗的時候，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急劇飆升，直到輸出電容、二極體和/或功率 FET 超過所能負(fù)荷而被損毀。使用圖一所示簡單的過壓保護(hù)電路就可以避免出現(xiàn)這種情況。
該升壓電路通過電阻 R14 測量 LED 電流並實施電流模式控制。該電路把輸出電壓提升到 30V 以上，以 0.35A 的調(diào)節(jié)電流驅(qū)動 10 個 LED。設(shè)計人員常常會添加串聯(lián)電阻 R9 ，利用它來測量並驗證回饋環(huán)路的穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中，可能會用零歐姆電阻替代這個電阻。圖中給出的斷路保護(hù)電路採用了 R9，它與齊納二極體(Zener diode) D2 一起提供了更多的功能。
圖一 一個簡單的 LED 驅(qū)動器過壓保護(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)電阻的兩端沒有壓降。R5 與 R9 之和將用來設(shè)定環(huán)路增益而不影響輸出電流調(diào)整點。D2 這時沒有導(dǎo)通，因為它被特意設(shè)置為比正常輸出電壓高 20%。
當(dāng)斷路 LED 發(fā)生故障時，D2、R9 和 R14 成為輸出兩端的負(fù)載。控制器會迫使輸出電壓升高，直到輸出電壓達(dá)到約 36V 為止。D2 開始導(dǎo)通，使電流通過 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，這就向控制器提供了一個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 無力承受這樣大的功率則會立即被燒毀。
圖二顯示了斷路測試時的 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)時間問題，在轉(zhuǎn)換期間輸出電壓會出現(xiàn)輕微的過衝。
圖二 開放式 LED 測試提供了一個受控的輸出電壓
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