LED電源的四大保護電路
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、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時間短、多色發(fā)光等的優(yōu)點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。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)動電源的可靠性影響了LED應(yīng)用產(chǎn)品的壽命,為了保護開關(guān)電源自身和負載的安全,延長使用壽命,必須設(shè)計安全可靠的保護電路。
1. 直通保護電路
半橋和全橋是開關(guān)電源常用的拓撲結(jié)構(gòu),“直通”對其有很大的威脅,直通是同一橋臂兩只晶體管在同一時間內(nèi)同時導(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,須盡快檢測到并立即關(guān)斷驅(qū)動,以避免開關(guān)器件的PN結(jié)積累過大的熱量而燒壞?! ?span>
2 過流保護電路
當出現(xiàn)負載短路、過載或者控制電路失效等意外情況時,會引起流過開關(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。 過流保護一般通過取樣電阻或霍爾傳感器等來檢測、比較,從而實現(xiàn)保護,但它們都有體積大和成本高的缺點。
3.開、關(guān)機電流過沖保護電路
穩(wěn)流型開關(guān)電源在開機和關(guān)機時容易造成電流過沖,LED之類的負載對ms級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,因此必須嚴格防止電流過沖。
3.1開機電流過沖保護
開機時,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,這會使得負載電流上升過沖 為了解決這一問題,可以將調(diào)節(jié)器給定端RC 的值適當加大,調(diào)節(jié)以后的開機電流沒有發(fā)生過沖。
3.2 關(guān)機電流過沖保護
在我們設(shè)計的30A/20V開關(guān)型穩(wěn)流電源中,采用控制電路單獨供電。主電路的濾波電容在工作時存儲了大量的電能,切斷總電源后,其中存儲的電荷持續(xù)數(shù)秒才能放完。所以關(guān)機后單獨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)機時負載電流的嚴重過沖。
4.過壓保護電路
穩(wěn)流型電源若負載發(fā)生斷路,電流檢測電阻兩端的電壓下降到零,一旦給定值不為零,調(diào)節(jié)器會使得輸出電壓急劇飆升至最大值,這對負載連接接觸不良時是很危險的。對LED、半導(dǎo)體制冷等負載來說,過壓發(fā)生時,首要任務(wù)是保護負載,其次是保護開關(guān)功率管。
為解決以上問題,有兩種保護方法同時使用,一是放置雙向TVS來實現(xiàn)對瞬間沖擊電壓的防護。
TVS是一種二極管形式的高效能保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時,它能以納秒級的速度,將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?,吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率,使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值,有效地保護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TVS未擊穿時,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,以此作為保護信號,送到PWM 芯片的shutdown 端,封鎖PWM脈沖輸出。 另外一種方法是當負載斷路時使電源立即停止工作。
上海歐切斯研究出LED電源的幾種保護方式,對一個給定的直流開關(guān)電源來說,保護電路是否完善并按預(yù)定設(shè)置工作,對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影響到LED產(chǎn)品的壽命,因此通常需要用幾種保護方式加以組合來構(gòu)成完善的保護系統(tǒng),確保直流開關(guān)電源的正常工作。歐切斯將這些措施實際用于驅(qū)動LED負載,工作安全可靠。如果您對我們的產(chǎn)品感興趣,請咨詢歐切斯的官方網(wǎng)站:http://m.btziyuanku.com/。歐切斯期待與您合作!