LED电源的四大保护电路

  近年来，随着led技术的日趋成熟，LED光源因其具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、多色发光等的优点被越来越广泛地使用。LED电源大都采用开关电源技术，输出多为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源即恒流驱动。根据LED的伏安特性，电压的微小变化可导致电流的很大变化，有可能损坏LED,且开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差。因此驱动电源的可靠性影响了LED应用产品的寿命，为了保护开关电源自身和负载的安全，延长使用寿命，必须设计安全可靠的保护电路。

　　1. 直通保护电路

　　半桥和全桥是开关电源常用的拓扑结构，“直通”对其有很大的威胁，直通是同一桥臂两只晶体管在同一时间内同时导通的现象。在换流期，开关电源易受干扰而造成直通，过大的直通电流会损坏用于逆变的电力电子器件。一旦出现直通现象，须尽快检测到并立即关断驱动，以避免开关器件的PN结积累过大的热量而烧坏。　　

　　2 过流保护电路

　　当出现负载短路、过载或者控制电路失效等意外情况时，会引起流过开关管的电流过大，使管子功耗增大、发热，若没有过流保护装置，大功率开关管就可能损坏；调节电路失效还可能导致LED过流损坏。 过流保护一般通过取样电阻或霍尔传感器等来检测、比较，从而实现保护，但它们都有体积大和成本高的缺点。

3.开、关机电流过冲保护电路

　　稳流型开关电源在开机和关机时容易造成电流过冲，LED之类的负载对ms级的电流过冲都是不允许的，瞬间大电流的冲击有可能损坏LED器件，因此必须严格防止电流过冲。

　　3.1开机电流过冲保护

开机时，由于电源滤波电容大，以及各延迟环节使得电流采样反馈值与给定值在调节器输入端不同，这会使得负载电流上升过冲 为了解决这一问题，可以将调节器给定端RC 的值适当加大，调节以后的开机电流没有发生过冲。

 3.2 关机电流过冲保护

　　在我们设计的30A/20V开关型稳流电源中，采用控制电路单独供电。主电路的滤波电容在工作时存储了大量的电能，切断总电源后，其中存储的电荷持续数秒才能放完。所以关机后单独供电的采样电路先关而主电路延迟关闭。调节器的给定输入端由主电路供电，即关机后调节器的采样输入端先降低，给定端缓慢降低，于是其输出误差电压增大，控制芯片增加PWM 的占空比，由此导致了关机时负载电流的严重过冲。

4.过压保护电路

   稳流型电源若负载发生断路，电流检测电阻两端的电压下降到零，一旦给定值不为零，调节器会使得输出电压急剧飙升至最大值，这对负载连接接触不良时是很危险的。对LED、半导体制冷等负载来说，过压发生时，首要任务是保护负载，其次是保护开关功率管。

  为解决以上问题，有两种保护方法同时使用，一是放置双向TVS来实现对瞬间冲击电压的防护。

  TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以纳秒级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的元器件免受各种浪涌脉冲损坏。还可将电阻与TVS串联，当TVS未击穿时，电阻上没有电流，若发生过压，TVS被击穿，电阻上有电流流过，产生压降，以此作为保护信号，送到PWM 芯片的shutdown 端，封锁PWM脉冲输出。 另外一种方法是当负载断路时使电源立即停止工作。

　　上海欧切斯研究出LED电源的几种保护方式，对一个给定的直流开关电源来说，保护电路是否完善并按预定设置工作，对电源装置的安全性和可靠性至关重要。而电源的可靠性将会影响到LED产品的寿命，因此通常需要用几种保护方式加以组合来构成完善的保护系统，确保直流开关电源的正常工作。欧切斯将这些措施实际用于驱动LED负载，工作安全可靠。如果您对我们的产品感兴趣，请咨询欧切斯的官方网站：http://www.euchips.cn/。欧切斯期待与您合作！