如何通過(guò)監(jiān)控開(kāi)關(guān)模式占空比來(lái)診斷 LED

一串串聯(lián)連接的高亮度 LED （HB LED） 的正向電壓 （VF） 的變化可以指示一個(gè)或多個(gè) LED 的劣化或完全失效。因此，該電路通過(guò)監(jiān)測(cè) Vf 來(lái)評(píng)估 LED 的健康狀況。

通常監(jiān)控高亮度 LED （HB LED） 的正向電壓 （VF） 以評(píng)估 LED 的健康狀況。VF 的巨大變化可能表明一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的 LED 性能下降甚至完全失效。

對(duì)于多個(gè)串聯(lián)的 LED，它們的 VF 電壓總和可能達(dá)到 40V 或更高，如果不以地為參考，那么該 VF 總和需要差分測(cè)量。作為第三個(gè)挑戰(zhàn)（除了高壓和差分測(cè)量），HBLED 通常使用脈寬調(diào)制 （PWM） 進(jìn)行調(diào)光。如果是這樣，當(dāng) LED 不亮且 VF 不存在時(shí)，您無(wú)法在 PWM 占空比的低部分測(cè)量 VF。對(duì)于驅(qū)動(dòng)三個(gè)串聯(lián) LED 的遲滯降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器 （MAX16820）（圖 1），您必須在 DIM 高時(shí)測(cè)量燈串的陽(yáng)極和陰極電壓。

HB LED 的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)電路。

為避免需要進(jìn)行差分高壓測(cè)量，您可以采用間接方法測(cè)量 DRV 引腳的占空比。對(duì)于這個(gè)特定的 LED 驅(qū)動(dòng)器，LED 串正向電壓的一階估計(jì)值是 Vf = D × Vin，其中 D 代表 IC 開(kāi)關(guān)模式部分產(chǎn)生的內(nèi)部占空比（不要與 DIM 處的占空比混淆） 。 DRV 信號(hào)以地為參考，限制為 VCC （5V）。該條件允許使用低電壓 ADC 或比較器，而后者又可由 LED 驅(qū)動(dòng)器的 VCC 輸出（最大 10mA）供電。

圖 2 顯示了如何借助比較器 （MAX9141） 檢測(cè)短路 LED。濾波器 R1 C1 將 DRV 處的交流 PWM 信號(hào)轉(zhuǎn)換為與 D × VCC 成正比的直流電壓 （VD）。當(dāng) VD 的值大于（可能）其穩(wěn)態(tài)值的 90% 時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行采樣，這至少需要 2.3R1 C1 的周期。由于比較器的鎖存使能 （LE） 在 LE 為低電平時(shí)鎖存輸出，因此在 DIM 變?yōu)楦唠娖胶?，LE 應(yīng)不早于 2.3R1 C1 置位。R2 C2 與 D2 結(jié)合確保 LE 在 DIM 變低后立即取消斷言。R2 C2 值高于 R1 C1，因此當(dāng)輸入信號(hào)至少達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值的 90% 時(shí)，比較器使能。D2 在 DIM 變低后立即對(duì) C2 放電，一旦 LED 熄滅，它就會(huì)鎖存輸出。

將此比較器電路添加到圖 1 電路可檢測(cè) LED 短路。

由于 Ref 低于 D × VIN，比較器輸出通常為低電平。如果 LED 發(fā)生短路故障，其正向電壓會(huì)下降并導(dǎo)致 DRV 的占空比下降。然后 VD 下降到低于 Ref，導(dǎo)致比較器輸出變高，表明 LED 短路。由于輸出在 DIM 變低時(shí)鎖存，因此即使 LED 關(guān)閉，錯(cuò)誤信號(hào)仍保持有效。圖 3 顯示了正常操作與 LED 短路情況下的濾波后 DIM 和 DRV 信號(hào)。

對(duì)于具有三個(gè)串聯(lián) LED 和占空比為 5% 的 200Hz DIM 信號(hào)的圖 2 電路，這些圖顯示了在正常操作 （a） 和一個(gè) LED 下獲得的濾波后的 DRV 信號(hào) VD（綠色）和濾波后的 DIM 信號(hào)（黃色）短路（b）。

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