要想保證 LED 串的亮度穩定，首先須使其驅動(dòng)電流穩定。人們通常使用升壓轉換器(boost converter)將電壓升壓來(lái)使 LED 偏置並導通。調節 LED 串電流的典型方法，是增加一個(gè)與 LED 串聯(lián)的檢測電阻器並將其兩端的電壓作為脈衝寬度調節器(PWM)控制器的回饋輸入。如果串聯(lián) LED 中的某個(gè) LED 或是某段導線(xiàn)發(fā)生故障，則電路就會(huì )呈斷路負載的狀況。

在這種情況下，電流檢測電阻兩端的電壓下降到零，當透過(guò)增加 PWM 導通時(shí)間來(lái)提升輸出電壓失敗的時(shí)候，控制電路回應將嘗試增加 LED 電流。在大多數的案例中輸出電壓會(huì )急劇飆升，直到輸出電容、二極體和/或功率 FET 超過(guò)所能負荷而被損毀。使用圖一所示簡(jiǎn)單的過(guò)壓保護電路就可以避免出現這種情況。

該升壓電路通過(guò)電阻 R14 測量 LED 電流並實(shí)施電流模式控制。該電路把輸出電壓提升到 30V 以上，以 0.35A 的調節電流驅動(dòng) 10 個(gè) LED。設計人員常常會(huì )添加串聯(lián)電阻 R9 ，利用它來(lái)測量並驗證回饋環(huán)路的穩定性。在實(shí)際應用中，可能會(huì )用零歐姆電阻替代這個(gè)電阻。圖中給出的斷路保護電路採用了 R9，它與齊納二極體(Zener diode) D2 一起提供了更多的功能。

圖一　一個(gè)簡(jiǎn)單的 LED 驅動(dòng)器過(guò)壓保護電路

在正常工作情況中，LED 電流取決於 0.26V 的 PWM 控制器內部參考電壓除以 R14 電阻的值。由於 R14 兩端的壓降在正常工作條件下將一直保持在 0.26V，因此在 R5 和 R9 串聯(lián)電阻的兩端沒(méi)有壓降。R5 與 R9 之和將用來(lái)設定環(huán)路增益而不影響輸出電流調整點(diǎn)。D2 這時(shí)沒(méi)有導通，因為它被特意設置為比正常輸出電壓高 20%。

當斷路 LED 發(fā)生故障時(shí)，D2、R9 和 R14 成為輸出兩端的負載�？刂破鲿�(huì )迫使輸出電壓升高，直到輸出電壓達到約 36V 為止。D2 開(kāi)始導通，使電流通過(guò) R9 和 R14 流向接地，從而把 TP1 上的感應電壓提升到 0.26V。如此一來(lái)，這就向控制器提供了一個(gè)必不可少的回饋電壓。

當輸出調整到 36V 左右，源電流等於 0.26V除以 51 歐姆(約等於 5mA)，這使 D2 上的功率降至最低。如果將 D2 直接接到 LED 串的兩端，在斷路期間的總輸出電流將流經(jīng) D2，如果 D2 無(wú)力承受這樣大的功率則會(huì )立即被燒毀。

圖二顯示了斷路測試時(shí)的 LED 電流和升壓轉換器的輸出電壓。LED 電流立即從 0.35A 下降到 0A，繼而輸出電壓升高。齊納二極體一旦達到 36V 的鉗位電壓，齊納電流隨即產(chǎn)生，調節過(guò)程也重新確立，輸出電壓將保持在 36V。由於控制迴路的回應時(shí)間問(wèn)題，在轉換期間輸出電壓會(huì )出現輕微的過(guò)衝。

圖二　開(kāi)放式 LED 測試提供了一個(gè)受控的輸出電壓