LED電源的四大保護(hù)電路
近年來，隨著led技術(shù)的日趨成熟，LED光源因其具有使用低壓電源、耗能少、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時(shí)間短、多色發(fā)光等的優(yōu)點(diǎn)被越來越廣泛地使用。LED電源大都采用開關(guān)電源技術(shù)，輸出多為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源即恒流驅(qū)動(dòng)。根據(jù)LED的伏安特性，電壓的微小變化可導(dǎo)致電流的很大變化，有可能損壞LED,且開關(guān)電源中控制電路比較復(fù)雜，晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差。因此驅(qū)動(dòng)電源的可靠性影響了LED應(yīng)用產(chǎn)品的壽命，為了保護(hù)開關(guān)電源自身和負(fù)載的安全，延長(zhǎng)使用壽命，必須設(shè)計(jì)安全可靠的保護(hù)電路。
1. 直通保護(hù)電路
半橋和全橋是開關(guān)電源常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，“直通”對(duì)其有很大的威脅，直通是同一橋臂兩只晶體管在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)導(dǎo)通的現(xiàn)象。在換流期，開關(guān)電源易受干擾而造成直通，過大的直通電流會(huì)損壞用于逆變的電力電子器件。一旦出現(xiàn)直通現(xiàn)象，須盡快檢測(cè)到并立即關(guān)斷驅(qū)動(dòng)，以避免開關(guān)器件的PN結(jié)積累過大的熱量而燒壞?！ ?span>
2 過流保護(hù)電路
當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載短路、過載或者控制電路失效等意外情況時(shí)，會(huì)引起流過開關(guān)管的電流過大，使管子功耗增大、發(fā)熱，若沒有過流保護(hù)裝置，大功率開關(guān)管就可能損壞；調(diào)節(jié)電路失效還可能導(dǎo)致LED過流損壞。 過流保護(hù)一般通過取樣電阻或霍爾傳感器等來檢測(cè)、比較，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)，但它們都有體積大和成本高的缺點(diǎn)。
3.開、關(guān)機(jī)電流過沖保護(hù)電路
穩(wěn)流型開關(guān)電源在開機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)容易造成電流過沖，LED之類的負(fù)載對(duì)ms級(jí)的電流過沖都是不允許的，瞬間大電流的沖擊有可能損壞LED器件，因此必須嚴(yán)格防止電流過沖。
3.1開機(jī)電流過沖保護(hù)
開機(jī)時(shí)，由于電源濾波電容大，以及各延遲環(huán)節(jié)使得電流采樣反饋值與給定值在調(diào)節(jié)器輸入端不同，這會(huì)使得負(fù)載電流上升過沖 為了解決這一問題，可以將調(diào)節(jié)器給定端RC 的值適當(dāng)加大，調(diào)節(jié)以后的開機(jī)電流沒有發(fā)生過沖。
3.2 關(guān)機(jī)電流過沖保護(hù)
在我們?cè)O(shè)計(jì)的30A/20V開關(guān)型穩(wěn)流電源中，采用控制電路單獨(dú)供電。主電路的濾波電容在工作時(shí)存儲(chǔ)了大量的電能，切斷總電源后，其中存儲(chǔ)的電荷持續(xù)數(shù)秒才能放完。所以關(guān)機(jī)后單獨(dú)供電的采樣電路先關(guān)而主電路延遲關(guān)閉。調(diào)節(jié)器的給定輸入端由主電路供電，即關(guān)機(jī)后調(diào)節(jié)器的采樣輸入端先降低，給定端緩慢降低，于是其輸出誤差電壓增大，控制芯片增加PWM 的占空比，由此導(dǎo)致了關(guān)機(jī)時(shí)負(fù)載電流的嚴(yán)重過沖。
4.過壓保護(hù)電路
穩(wěn)流型電源若負(fù)載發(fā)生斷路，電流檢測(cè)電阻兩端的電壓下降到零，一旦給定值不為零，調(diào)節(jié)器會(huì)使得輸出電壓急劇飆升至最大值，這對(duì)負(fù)載連接接觸不良時(shí)是很危險(xiǎn)的。對(duì)LED、半導(dǎo)體制冷等負(fù)載來說，過壓發(fā)生時(shí)，首要任務(wù)是保護(hù)負(fù)載，其次是保護(hù)開關(guān)功率管。
為解決以上問題，有兩種保護(hù)方法同時(shí)使用，一是放置雙向TVS來實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬間沖擊電壓的防護(hù)。
TVS是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以納秒級(jí)的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的元器件免受各種浪涌脈沖損壞。還可將電阻與TVS串聯(lián)，當(dāng)TVS未擊穿時(shí)，電阻上沒有電流，若發(fā)生過壓，TVS被擊穿，電阻上有電流流過，產(chǎn)生壓降，以此作為保護(hù)信號(hào)，送到PWM 芯片的shutdown 端，封鎖PWM脈沖輸出。 另外一種方法是當(dāng)負(fù)載斷路時(shí)使電源立即停止工作。
上海歐切斯研究出LED電源的幾種保護(hù)方式，對(duì)一個(gè)給定的直流開關(guān)電源來說，保護(hù)電路是否完善并按預(yù)定設(shè)置工作，對(duì)電源裝置的安全性和可靠性至關(guān)重要。而電源的可靠性將會(huì)影響到LED產(chǎn)品的壽命，因此通常需要用幾種保護(hù)方式加以組合來構(gòu)成完善的保護(hù)系統(tǒng)，確保直流開關(guān)電源的正常工作。歐切斯將這些措施實(shí)際用于驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載，工作安全可靠。如果您對(duì)我們的產(chǎn)品感興趣，請(qǐng)咨詢歐切斯的官方網(wǎng)站：http://www.j165.com/。歐切斯期待與您合作！