保护背光显示器中的LED驱动器

星星科技指导员 2023-06-12 1080

描述

本文提出了几种电路思路，用于在LED断开时保护升压转换器LED驱动器。（如果没有保护，驱动器输出会损坏外部MOSFET和肖特基二极管。包括LED驱动器IC（MAX1698）和比较器（MAX9060或MAX9028）。

这篇文章的类似版本出现在6年2009月《》日的EE Times杂志上。

LED通常用作背光显示器中的光源，它们通常在低电池电压下工作，例如由两个镍镉电池或一个锂离子电池产生的电压。IC （MAX1698/MAX1698A）通过将电池电压升压至适合LED的水平，可以简化这些应用。该芯片还调节LED电流，并包括用于调光LED的亮度控制电路。LED 阵列和 IC 应始终保持连接（图 1）。

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图1.该原理图说明了典型LED背光驱动器的应用。

如果断开LED阵列与IC的连接，RFB中的LED电流损失会使FB（引脚6）处的电压降至内部电流控制器阈值以下，从而导致器件开始增加其输出电压。遗憾的是，MAX1698（与许多类似器件一样）无法检测LED断开情况，因此其输出电压增加到可能破坏外部MOSFET和肖特基二极管的水平。任何升压转换器都存在此问题;不仅仅是 LED 驱动器。

最简单的解决方案是连接在 LED 上的齐纳二极管（图 2）。在这种情况下，16V齐纳二极管工作正常（四个白光LED下降约12V），但它必须能够耗散功率。当LED消耗100mA或更多电流并且有人断开它们时，齐纳二极管必须耗散~1/6W。该电路的可能替代方案如图3所示。

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图2.图1电路最简单的保护只增加了一个齐纳二极管。

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图3.在图1电路中增加齐纳二极管和晶体管可为MOSFET和肖特基二极管提供低功耗保护。

它需要增加两个电阻和一个晶体管，但当LED断开时，图3电路不会耗散额外的功率。它还节省了空间——齐纳二极管可以是0.5W器件，电阻器和BJT可以是标准的低功耗器件，采用SOT23-3等小型封装或更小封装。电路检测MOSFET漏极的输出电压，并通过控制驱动器关断输入来停用驱动器（MAX1698）。您可以选择齐纳电压，以确保该电压在 MOSFET 的工作特性范围内。

换句话说，除非用户移除LED阵列，否则电路不会“工作”。在这种情况下，输出电压开始上升，当达到齐纳电压时，电路跳闸并关断IC。与关断模式一样，当驱动器关断外部MOSFET时，电感开始放电，这允许输出电压降至齐纳电压以下，并使驱动器退出停机模式。驱动器重新启动，如果LED阵列保持未连接状态，输出电压将增加，直到超过齐纳电压，并再次触发保护。

由于输出电压围绕齐纳电压进行调节，因此当重新连接LED阵列时，该电路不会产生破坏性的电流尖峰。为了节省电池能量，它还允许外部控制关断模式（例如，使用微控制器，如图3所示），以关闭背光阵列。

另一种选择是图4所示电路，它需要一个额外的比较器和三个电阻。这种方法还使用小型低成本组件，功耗可以忽略不计。它检测肖特基二极管阴极的输出电压，并将电路操作限制在电阻分压器和驱动器V设定的电压范围内裁判输出（典型值为 1.25V）。

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图4.更好的是，这款微型比较器可保护图1电路，功耗小，印刷电路板占用空间也很小。

该保护电路在移除 LED 阵列之前保持非活动状态，并且（再次）其工作电压保持在所选 MOSFET 的限制范围内。比较器应具有漏极开路输出（MAX9060/MAX9061或MAX9028），以便微控制器对关断模式进行外部控制，以便在需要时关断背光阵列。

根据为电阻分压器选择的值，该电路还消耗更少的功率。（它的静态电流是几十微安。最后但并非最不重要的一点是，该电路比其他两个电路小，因为比较器采用微型SOT23-5封装（MAX9060/MAX9061）或1×1.52mm UCSP。™封装（MAX9028）。当LED阵列断开时，所有三个电路均可在LED背光应用中保护外部MOSFET和二极管。

审核编辑：郭婷

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