保护LED电源电路的若干方法介绍

　引言

　　近年来，随着LED技术的日趋成熟，LED光源因其具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、多色发光等的优点被越来越广泛地使用。 LED电源大都采用开关电源技术，输出多为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源即恒流驱动 。根据LED的伏安特性，电压的微小变化可导致电流的很大变化，有可能损坏LED, 且开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差。因此驱动电源的可靠性影响了LED应用产品的寿命，为了保护开关电源自身和负载的安全，延长使用寿命，必须设计安全可靠的保护电路。

　　1 直通保护电路

　　半桥和全桥是开关电源常用的拓扑结构，“直通”对其有很大的威胁，直通是同一桥臂两只晶体管在同一时间内同时导通的现象。 在换流期，开关电源易受干扰而造成直通，过大的直通电流会损坏用于逆变的电力电子器件。一旦出现直通现象，须尽快检测到并立即关断驱动，以避免开关器件的PN 结积累过大的热量而烧坏。这里利用双单稳态集成触发器CD4528设计了一种针对全桥和半桥的直通检测、保护电路。

　　CD4528含两个单稳态触发器，其真值表如图1。芯片3脚与13脚分别为其内部两个独立单稳态电路的Clear 端，5脚和11脚为单稳态的B输入端，4脚与12脚为单稳态的A输入端。B端接高电平，只有当Clear端为高电平时，A端输入的上升沿触发才会有效。

　　PWM1与PWM2为PWM芯片输出的两路互补脉冲信号，主电路（ 见图2）中Q1、Q4的驱动与图3中PWM1同步，Q2、Q3的驱动与PWM2同步。 在A、B、C和D4点进行电流上升率采样然后转变为电压信号，并分别给图3中的直通信号1与直通信号2。

　　主电路中的左右桥臂对称，就左桥臂的直通保护进行分析。 正常状态下，当Q1、Q4导通时，PWM1为高电平，PWM2为低电平，3脚高电平输入有效，A点和D点没有电流流过，不会触发单稳态；虽然B点和C点采到了正常输出的上升沿信号，但是13 脚低电平时输入无效，所以不会触发单稳态，没有保护信号输出； 而在直通时，Q3由于某种原因误导通了，A点将检测到很大的电流上升率并转换为电压信号； 此时PWM1为高电平，图3中左边的单稳态被触发产生保护信号送到PWM 芯片的shutdow n 端，封锁PWM 脉冲输出。