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工程師們一般通過監(jiān)控HB LED（高亮度發(fā)光二極管）的正向電壓VF來判斷LED的好壞。正向電壓的大幅變化可能表明一只或一串LED有品質(zhì)退化，或完全損壞。對(duì)于多只串聯(lián)的LED，其正向電壓之和可以達(dá)到40V以上，如果電壓不是以地為基準(zhǔn)，則需要差動(dòng)測(cè)量。除了大電壓和差動(dòng)測(cè)量的挑戰(zhàn)以外，HB LED經(jīng)常采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）作調(diào)光。如果這樣，就不能在低PWM占空比期間測(cè)出正向電壓，因?yàn)榇藭r(shí)LED不發(fā)光，不存在正向電壓。對(duì)于一個(gè)驅(qū)動(dòng)三只串聯(lián)LED的遲滯降壓LED驅(qū)動(dòng)器，必須在Dim腳為高時(shí)，測(cè)量連接串的正負(fù)極間電壓。 圖1對(duì)于驅(qū)動(dòng)三支串聯(lián)LED的遲滯降壓LED驅(qū)動(dòng)器必須測(cè)量當(dāng)Dim腳為高時(shí)的正負(fù)極電壓。 為避免差動(dòng)高電壓測(cè)量的要求，可以采取在DRV腳直接測(cè)量占空比的方法。對(duì)此款LED驅(qū)動(dòng)器，對(duì)LED串正向電壓的一階估算為 VF=D×VIN，其中D是IC開關(guān)模式部分產(chǎn)生的內(nèi)部占空比；不要將此占空比與Dim腳相混淆。將驅(qū)動(dòng)信號(hào)參考到大地，并將其限制在5V供電電壓 VCC。這種情況允許采用低壓ADC或比較器，此時(shí)LED驅(qū)動(dòng)器的VCC輸出（最大10 mA）可為之提供電能。 圖2在圖1電路中增加這個(gè)比較器電路可以檢測(cè)出短路的LED。 圖2表示如何用一支比較器幫助檢測(cè)一個(gè)短路LED。濾波器R1C1 將驅(qū)動(dòng)器的交流PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)直流電壓VD，它與D×VCC成正比。應(yīng)在VD值大于90%的可能穩(wěn)定值時(shí)對(duì)其采樣；這個(gè)采樣需要至少2.3R1C1 的周期。由于比較器LE（鎖存使能）為低時(shí)鎖存輸出，LE的生效不應(yīng)早于Dim腳變高以后的2.3R1C1時(shí)間。R2、C2和D2確保LE在Dim變?yōu)榈蜁r(shí)立即失效。 R2C2的值大于R1C1值，因此當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到其至少90%的穩(wěn)態(tài)值時(shí)，比較器使能。Dim腳為低后，D2立即使C2放電，LED一旦熄滅就鎖存輸出。 圖 3，對(duì)于一個(gè)12V輸入電壓和三支串聯(lián)LED的系統(tǒng)，LED正向電壓大約為3V（a），過濾的驅(qū)動(dòng)信號(hào)（綠色）穩(wěn)定在大約D×VCC= (9V/12V)5V=3.75V。當(dāng)過濾的Dim信號(hào)（黃色）低于2.5V時(shí)比較器鎖存，于是比較器在約100μs后開始解析過濾的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)。顯然，當(dāng)比較器有效時(shí)，VD高于閾值基準(zhǔn)電壓（紅色）。當(dāng)一支LED出現(xiàn)短路后（b），VD穩(wěn)定在大約(6V/12V)5V=2.5V，不再大于閾值電壓。 由于基準(zhǔn)電壓低于D×VIN，比較器輸出一般為低。如果一支LED因故障而短路，則其正向電壓下跌，造成驅(qū)動(dòng)器的占空比下降。于是VD 跌至低于基準(zhǔn)電壓，使比較器輸出為高，表示有一個(gè)短路的LED。由于當(dāng)Dim腳為低時(shí)輸出被鎖存，即使LED斷電，故障信號(hào)也能一直維持。圖3是正常工作情況與有一只短路LED情況下，過濾Dim腳與驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)。 對(duì)于一個(gè)12V輸入電壓和三只LED串聯(lián)的系統(tǒng)，LED的正向電壓大約為3V（圖3a），過濾的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)（綠色）穩(wěn)定在大約D×VCC=(9V/12V)5V=3.75V。當(dāng)過濾的Dim信號(hào)（黃色）低于2.5V時(shí)比較器鎖存，因此比較器在大約100μs后開始解析過濾的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)。顯然，當(dāng)比較器激活時(shí)，VD高于閾值基準(zhǔn)電壓（紅色）。當(dāng)一支LED短路后（圖 3b），VD穩(wěn)定在大約(6V/12V)5V=2.5V，不再高出閾值電壓。這種情況使比較器輸出為高，表示有一支LED已短路。 濾波器常數(shù)的選擇取決于多個(gè)參數(shù)。截止頻率應(yīng)足夠低，以正確地過濾已足夠小的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)，使過濾后的信號(hào)能穩(wěn)定在接近于最短調(diào)光脈沖內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)值。此電路可以方便地調(diào)整用于檢測(cè)開路LED。當(dāng)一支LED損壞并停止傳導(dǎo)電流時(shí)，Dim腳為高時(shí)驅(qū)動(dòng)器占空比達(dá)到100%。那么，如果交換比較器的輸入連接，使基準(zhǔn)電壓略低于VCC，則LED開路時(shí)比較器的輸出為高。 |
