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詳解LED電源的四大保護電路

鉅大LARGE  |  點擊量:1482次  |  2019年12月29日  

近年來,隨著led技術的日趨成熟,LED光源因其具有使用低壓電源、耗能少、適用性強、穩定性高、響應時間短、多色發光等的優點被越來越廣泛地使用。LED電源大都采用開關電源技術,輸出多為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源即恒流驅動。根據LED的伏安特性,電壓的微小變化可導致電流的很大變化,有可能損壞LED,且開關電源中控制電路比較復雜,晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差。因此驅動電源的可靠性影響了LED應用產品的壽命,為了保護開關電源自身和負載的安全,延長使用壽命,必須設計安全可靠的保護電路。


1.直通保護電路


半橋和全橋是開關電源常用的拓撲結構,直通對其有很大的威脅,直通是同一橋臂兩只晶體管在同一時間內同時導通的現象。在換流期,開關電源易受干擾而造成直通,過大的直通電流會損壞用于逆變的電力電子器件。一旦出現直通現象,須盡快檢測到并立即關斷驅動,以避免開關器件的PN結積累過大的熱量而燒壞。這里利用雙單穩態集成觸發器CD4528設計了一種針對全橋和半橋的直通檢測、保護電路。


CD4528含兩個單穩態觸發器,其真值表如圖1.芯片3腳與13腳分別為其內部兩個獨立單穩態電路的Clear端,5腳和11腳為單穩態的B輸入端,4腳與12腳為單穩態的A輸入端。B端接高電平,只有當Clear端為高電平時,A端輸入的上升沿觸發才會有效。


PWM1與PWM2為PWM芯片輸出的兩路互補脈沖信號,主電路(見圖2)中Q1、Q4的驅動與圖3中PWM1同步,Q2、Q3的驅動與PWM2同步。在A、B、C和D4點進行電流上升率采樣然后轉變為電壓信號,并分別給圖3中的直通信號1與直通信號2.


主電路中的左右橋臂對稱,就左橋臂的直通保護進行分析。正常狀態下,當Q1、Q4導通時,PWM1為高電平,PWM2為低電平,3腳高電平輸入有效,A點和D點沒有電流流過,不會觸發單穩態;雖然B點和C點采到了正常輸出的上升沿信號,但是13腳低電平時輸入無效,所以不會觸發單穩態,沒有保護信號輸出;而在直通時,Q3由于某種原因誤導通了,A點將檢測到很大的電流上升率并轉換為電壓信號;此時PWM1為高電平,圖3中左邊的單穩態被觸發產生保護信號送到PWM芯片的shutdown端,封鎖PWM脈沖輸出。


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