簡單的檢測電路通過電源線調(diào)光降低LED驅(qū)動器上的應(yīng)力

低壓LED系統(tǒng)中電流控制電路的修改允許使用斬波電源電壓來調(diào)制LED強度。該電路通過在電源電壓關(guān)閉期間關(guān)閉LED來防止浪涌電流流向去耦電容器。

在低壓（24V）照明系統(tǒng)中，離線電源通?？梢晕挥诰嚯x燈一定距離的地方。通常用簡單的兩芯電纜連接兩部分，通過斬波電源電壓可以控制燈的強度。對于基于燈絲的燈，這不是問題，但斬波電源電壓會影響LED燈的可靠性。

LED燈需要一個專用電路來控制LED電流，與大多數(shù)控制電路一樣，該電路需要在電源電壓輸入端使用去耦電容。電容器隨著電源電壓的每次轉(zhuǎn)換交替充電和放電，陶瓷電容器在以這種方式處理時會產(chǎn)生惱人的噪聲。電解電容器沒有聲學(xué)問題，但高浪涌電流會導(dǎo)致等效串聯(lián)電阻的功耗，從而影響可靠性。（電解電容器的ESR高于陶瓷電容器。這種效應(yīng)會縮短電解電容器的使用壽命。

只需在電源電壓關(guān)斷期間關(guān)閉 LED，即可避免去耦電容放電。大多數(shù)LED驅(qū)動器（如MAX16832）都有專用輸入（DIM），可用于快速打開和關(guān)閉LED電流。但是，您必須使用額外的信號驅(qū)動DIM輸入，如果只有兩根電線可用，則無法做到這一點！解決方案是讓燈中的LED驅(qū)動器電路檢測關(guān)斷時間的開始，并在電容器嚴(yán)重放電之前關(guān)閉LED。該電路還必須檢測導(dǎo)通時間的開始，以便重新打開LED。

這個想法的最簡單實現(xiàn)如圖 1 所示（暫時忽略藍(lán)線）。二極管D（紅色）將DIM信號與去耦電容隔離開來。當(dāng)電源電壓關(guān)閉（即關(guān)斷時間開始）時，DIM信號進入邏輯零點并禁用LED驅(qū)動器。由于去耦電容不再由LED加載，因此它保持其電荷。

圖1.該電路包括藍(lán)色電路和紅色二極管（見文字）的電路，通過在斬波電源電壓關(guān)閉的時間間隔內(nèi)關(guān)閉LED來防止去耦電容器過度充電和放電。

在實踐中，這種方法有幾個缺點。首先，二極管引入等于V的耗散?× I負(fù)荷。其次，驅(qū)動器關(guān)斷的確切時刻由二極管之前系統(tǒng)中的電容決定。如果這個電容很大，DIM信號不會立即下降，而是需要一些時間才能達到邏輯零，這個時間間隔可以讓去耦電容損失大量電荷。這個問題可以通過在二極管之前將負(fù)載電阻接地來克服，該負(fù)載電阻會迅速將DIM信號拉到地，但該電阻也會在導(dǎo)通時間內(nèi)引入不必要的耗散。

圖 1 所示的藍(lán)色添加項展示了更好的解決方案。二極管被取消，D2/C3的組合形成一個包絡(luò)檢波器，跟隨輸入電壓，但速度很慢。在導(dǎo)通時間內(nèi)，T1的基極-發(fā)射極電壓為正，因此T1關(guān)閉，其集電極為0V。 T2、R3和R4形成一個逆變器，將該邏輯0轉(zhuǎn)換為邏輯1，并通過DIM引腳打開LED。

輸入電壓隨著關(guān)斷時間的開始而迅速下降，但包絡(luò)檢波器的響應(yīng)速度較慢。因此，T1上的基極電壓下降速度快于其發(fā)射極電壓。當(dāng)基極-發(fā)射極電壓達到-0.7V時，T1接通，導(dǎo)致DIM處的邏輯電平從1變?yōu)?。這種轉(zhuǎn)換可立即關(guān)閉LED驅(qū)動器，從而消除去耦電容的負(fù)載。當(dāng)導(dǎo)通時間開始時，基壓再次上升，關(guān)閉T1，LED驅(qū)動器重新打開。由于輸入電壓波動不超過1V，因此導(dǎo)通時間開始時的浪涌電流大大降低。

這些性能改進很容易衡量。首先，圖2a的波形顯示了斬波輸入電壓在未采取措施保護去耦電容的情況下的影響。浪涌電流的峰值大于12A，輸入電壓（存在于去耦電容上）表現(xiàn)出較大的振蕩。在關(guān)斷期間，輸入電壓下降超過10V。

引入檢測電路會大大降低這些值（圖 2b）。輸入電流峰值約為2A，提高了6倍。輸入電壓的波動要小得多，現(xiàn)在約為2V，足夠低，允許使用廉價的陶瓷去耦電容，而沒有可聞噪聲。DIM信號（圖3）顯示了輸入電壓振蕩引起的兩個毛刺：一個在導(dǎo)通周期開始時，另一個在關(guān)斷周期開始時較小。但是，這些毛刺太短，不會影響LED電流（圖4）。

圖2.輸入電壓和電流如圖1所示，藍(lán)色檢測電路處于非活動狀態(tài)（a）和活動狀態(tài)（b）。

審核編輯：郭婷