保護背光顯示器中的LED驅動器

本文提出了幾種電路思路，用于在LED斷開時保護升壓轉換器LED驅動器。（如果沒有保護，驅動器輸出會損壞外部MOSFET和肖特基二極管。包括LED驅動器IC（MAX1698）和比較器（MAX9060或MAX9028）。

這篇文章的類似版本出現(xiàn)在6年2009月《》日的EE Times雜志上。

LED通常用作背光顯示器中的光源，它們通常在低電池電壓下工作，例如由兩個鎳鎘電池或一個鋰離子電池產生的電壓。IC （MAX1698/MAX1698A）通過將電池電壓升壓至適合LED的水平，可以簡化這些應用。該芯片還調節(jié)LED電流，并包括用于調光LED的亮度控制電路。LED 陣列和 IC 應始終保持連接（圖 1）。

圖1.該原理圖說明了典型LED背光驅動器的應用。

如果斷開LED陣列與IC的連接，RFB中的LED電流損失會使FB（引腳6）處的電壓降至內部電流控制器閾值以下，從而導致器件開始增加其輸出電壓。遺憾的是，MAX1698（與許多類似器件一樣）無法檢測LED斷開情況，因此其輸出電壓增加到可能破壞外部MOSFET和肖特基二極管的水平。任何升壓轉換器都存在此問題;不僅僅是 LED 驅動器。

最簡單的解決方案是連接在 LED 上的齊納二極管（圖 2）。在這種情況下，16V齊納二極管工作正常（四個白光LED下降約12V），但它必須能夠耗散功率。當LED消耗100mA或更多電流并且有人斷開它們時，齊納二極管必須耗散~1/6W。該電路的可能替代方案如圖3所示。

圖2.圖1電路最簡單的保護只增加了一個齊納二極管。

圖3.在圖1電路中增加齊納二極管和晶體管可為MOSFET和肖特基二極管提供低功耗保護。

它需要增加兩個電阻和一個晶體管，但當LED斷開時，圖3電路不會耗散額外的功率。它還節(jié)省了空間——齊納二極管可以是0.5W器件，電阻器和BJT可以是標準的低功耗器件，采用SOT23-3等小型封裝或更小封裝。電路檢測MOSFET漏極的輸出電壓，并通過控制驅動器關斷輸入來停用驅動器（MAX1698）。您可以選擇齊納電壓，以確保該電壓在 MOSFET 的工作特性范圍內。

換句話說，除非用戶移除LED陣列，否則電路不會“工作”。在這種情況下，輸出電壓開始上升，當達到齊納電壓時，電路跳閘并關斷IC。與關斷模式一樣，當驅動器關斷外部MOSFET時，電感開始放電，這允許輸出電壓降至齊納電壓以下，并使驅動器退出停機模式。驅動器重新啟動，如果LED陣列保持未連接狀態(tài)，輸出電壓將增加，直到超過齊納電壓，并再次觸發(fā)保護。

由于輸出電壓圍繞齊納電壓進行調節(jié)，因此當重新連接LED陣列時，該電路不會產生破壞性的電流尖峰。為了節(jié)省電池能量，它還允許外部控制關斷模式（例如，使用微控制器，如圖3所示），以關閉背光陣列。

另一種選擇是圖4所示電路，它需要一個額外的比較器和三個電阻。這種方法還使用小型低成本組件，功耗可以忽略不計。它檢測肖特基二極管陰極的輸出電壓，并將電路操作限制在電阻分壓器和驅動器V設定的電壓范圍內裁判輸出（典型值為 1.25V）。

圖4.更好的是，這款微型比較器可保護圖1電路，功耗小，印刷電路板占用空間也很小。

該保護電路在移除 LED 陣列之前保持非活動狀態(tài)，并且（再次）其工作電壓保持在所選 MOSFET 的限制范圍內。比較器應具有漏極開路輸出（MAX9060/MAX9061或MAX9028），以便微控制器對關斷模式進行外部控制，以便在需要時關斷背光陣列。

根據(jù)為電阻分壓器選擇的值，該電路還消耗更少的功率。（它的靜態(tài)電流是幾十微安。最后但并非最不重要的一點是，該電路比其他兩個電路小，因為比較器采用微型SOT23-5封裝（MAX9060/MAX9061）或1×1.52mm UCSP。?封裝（MAX9028）。當LED陣列斷開時，所有三個電路均可在LED背光應用中保護外部MOSFET和二極管。

審核編輯：郭婷