通過監(jiān)控開關(guān)模式占空比來診斷LED

正向電壓的變化（VF） 表示一串串聯(lián)的高亮度 LED（HB LED），可以指示一個或多個 LED 的劣化或完全故障。因此，該電路通過監(jiān)控V來評估LED的健康狀況F.

正向電壓（VF） 的高亮度 LED（HB LED）經(jīng)常被監(jiān)控以評估 LED 的健康狀況。V 的重大變化F可以指示一個或多個串聯(lián)的 LED 的劣化甚至完全故障。

對于串聯(lián)的多個 LED，它們的 V 之和F電壓可以達(dá)到40V或更高，如果不參考地，則VF總和需要差分測量。作為第三個挑戰(zhàn)（除了高壓和差分測量），HBLED通常使用脈寬調(diào)制（PWM）進(jìn)行調(diào)光。如果是這樣，則無法測量 VF在PWM占空比的低部分，當(dāng)LED不亮且V時F不存在。對于驅(qū)動三個串聯(lián)LED的遲滯降壓LED驅(qū)動器（MAX16820）（圖1），必須在DIM為高電平時測量串的陽極和陰極電壓。

圖1.HB LED 的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動器電路。

為了避免需要差分高壓測量，您可以采用間接方法測量DRV引腳上的占空比。對于此特定 LED 驅(qū)動器，LED 串正向電壓的一階估計(jì)值為 VF= D × V在，其中D表示IC開關(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 信號以地為參考，限制為 V抄送（5V）。該條件允許使用低壓ADC或比較器，而這些ADC或比較器又可由LED驅(qū)動器的V供電。抄送輸出（最大 10mA）。

圖2所示為如何借助比較器（MAX9141）檢測短路的LED。過濾器 R1C1將 DRV 上的交流 PWM 信號轉(zhuǎn)換為直流電壓 （VD） 與 D × V 成比例抄送.在D當(dāng)其值大于（可能）其穩(wěn)態(tài)值的 90% 時，應(yīng)進(jìn)行采樣，這需要至少 2.3R 的周期1C1.由于比較器的鎖存使能（LE）在LE為低電平時鎖存輸出，因此LE的置位時間不應(yīng)早于2.3R1C1在昏暗變高后。R2C2與 D 結(jié)合使用2確保 LE 在 DIM 變低后立即取消斷言。R型2C2值高于 R1C1，因此比較器在輸入信號達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值的至少 90% 時使能。D2放電 C2在 DIM 變低后立即發(fā)生，一旦 LED 熄滅，就會鎖存輸出。

圖2.將該比較器電路添加到圖1電路中，可以檢測短路的LED。

因?yàn)?Ref 低于 D × V在，比較器輸出通常較低。如果 LED 短路失效，其正向電壓會下降，并導(dǎo)致 DRV 的占空比下降。VD然后降至 Ref 以下，導(dǎo)致比較器輸出變?yōu)楦唠娖剑硎?LED 短路。由于當(dāng)DIM變?yōu)榈碗娖綍r，輸出鎖存器，因此即使LED熄滅，錯誤信號仍保持置位。圖3顯示了正常操作與LED短路條件下的濾波DIM和DRV信號。

圖3.對于圖2電路，其中三個LED串聯(lián)，200Hz DIM信號占空比為5%，這些圖顯示了濾波后的DRV信號VD（綠色）和濾波后的DIM信號（黃色）在正常工作（a）和一個LED短路（b）下獲得。

對于具有 V 的系統(tǒng)在= 12V 和三個串聯(lián) LED，其中 VF每個 LED ≈ 3V 電壓（圖 3a），濾波后的 DRV 信號（綠色圖）穩(wěn)定在大約 D × V抄送= （9V/12V）5V = 3.75V.當(dāng)濾波后的DIM信號（黃色圖）低于2.5V時，比較器發(fā)生鎖存，因此比較器在大約100μs后開始解釋濾波后的DRV信號。 顯然，VD高于比較器處于活動狀態(tài)時的閾值Ref（紅線）。

其中一個指示燈短路后（圖3b），VD穩(wěn)定在大約 （6V/12V）5V = 2.5V，不再超過閾值。這種情況導(dǎo)致比較器輸出變高，表明其中一個LED短路。

濾波器常數(shù)R的選擇1C1和 R2C2取決于幾個參數(shù)。截止頻率應(yīng)足夠低，以正確濾除DRV信號，同時又足夠小，以使濾波信號穩(wěn)定在最短調(diào)光脈沖內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)值附近。

該電路可以輕松調(diào)整以檢測開路LED。當(dāng) LED 斷開并停止傳導(dǎo)電流時，DRV 占空比變?yōu)?100%（當(dāng) DIM 為高時）。如果隨后交換比較器輸入連接并將Ref置于略低于V的位置抄送，比較器輸出在 LED 開路時變?yōu)楦唠娖健?/p>

審核編輯：郭婷