LED驅動電路 開路過壓保護電路的設計技術
要想保證LED串的亮度恒定，其驅動電流必須是可調節的。人們通常使用升壓轉換器將電壓電平升壓至足夠高的水平，以使LED偏置并導通。調節LED串電流的典型方法是增加一個與LED串聯的檢測電阻器并將其兩端的電壓作為脈寬調制(PWM) 控制器的反饋輸入。如果串聯 LED中某個LED或某段導線發生故障，則電路就會呈開路負載的狀況。
在這種情況下，電流檢測電阻兩端的電壓下降到零。當通過增加 PWM 導通時間來提升輸出電壓失敗的時候，控制電路響應將嘗試增加LED電流。在大多數情況下，輸出電壓會急劇飆升，直到輸出電容、二極管和/或功率 FET過應力并被損毀。使用圖1所示的簡單LED開路過壓保護電路就可以避免出現這種情況。
圖 1 一個簡單的 LED驅動器過壓保護電路
該升壓電路通過電阻 R14 測量 LED電流并實施電流模式控制。該電路把輸出電壓提升到 30V 以上，以 0.35A的調節電流驅動 10 個LED。設計人員常常會添加串聯電阻R9并利用它來測量并驗證反饋環路的穩定性。在實際應用中，可能會用零歐姆電阻替代這個電阻。圖中給出的開路保護電路采用了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串聯電阻的兩端沒有壓降。R5 與 R9之和將用來設定環路增益而不影響輸出電流調整點。D2這時沒有導通，因為它被有意設置為比正常輸出電壓高 20%。
當開路 LED 發生故障時，D2、R9 和 R14成為輸出兩端的負載。控制器會迫使輸出電壓升高，直到輸出電壓達到約 36V為止。D2 開始導通，使電流通過 R9 和 R14流向接地，從而把 TP1 上的感應電壓提升到0.26V。這就向控制器提供了一個必不可少的反饋電壓。輸出調整到 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*低。如果將 D2 直接接到 LED串的兩端，在開路期間的總輸出電流將流經 D2，如果 D2無力承受這樣大的功率則會立即被燒毀。
圖 2 顯示了開路測試時的 LED電流和升壓轉換器的輸出電壓。LED 電流立即從 0.35A 下降到0A，繼而輸出電壓升高。齊納二極管一旦達到 36V的鉗位電壓，齊納電流隨即產生，調節過程也重新確立，輸出電壓將保持在36V。由于控制環路的響應時間問題，在轉換期間輸出電壓會出現輕微的過沖。