LED電源開關(guān)機電流過沖保護電路應(yīng)該這么設(shè)計

　　在LED電源的使用過程中，工程師通常需要為這種穩(wěn)流開關(guān)電源提供多重保護，以此來保障整體系統(tǒng)的運行安全。在平時工作中，LED電源在開機、關(guān)機時是非常容易出現(xiàn)電流過沖現(xiàn)象的，為了防止過大的電流沖擊對穩(wěn)流開關(guān)電源中的配件造成損壞，我們必須進行開關(guān)機電流過沖保護電路的設(shè)置。本文將會就這一問題進行簡要分析和介紹。

　　首先我們來看LED開關(guān)電源的開機電流過沖保護電路設(shè)置問題。在電源正常運行的過程中，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，這些因素往往會導致負載電流上升過沖，實測過沖波形如下圖圖1所示。為了解決這一問題，我們可以將調(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，波形如圖2所示。

　　如果說開機電流過沖保護措施的設(shè)置比較簡單，那么接下來我們要進行的LED穩(wěn)流開關(guān)電源的關(guān)機電流過沖保護措施，就相對來說比較復(fù)雜一些了。在這里我們以一個30A/20V的穩(wěn)流開關(guān)電源為例進行講解。該電源系統(tǒng)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。因此在切斷總電源后，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，由此導致了關(guān)機時負載電流的嚴重過沖，過沖時的電流波形如圖3所示。

　　上圖中，圖4所展示的就是針對這種穩(wěn)流開關(guān)型的LED電源所設(shè)計的關(guān)機電流過沖保護電路。通過電路圖可以看出，該種電路能在3ms內(nèi)迅速檢測出交流電源是否關(guān)閉，并且在電源關(guān)閉后強行將調(diào)節(jié)器給定輸入端的電壓拉低，防止電流過沖。這一整個的運行過程如下：光耦U1、U2隨被測電源的正負半周交替導通，當A點交流電壓大于光耦中發(fā)光二極管的導通電壓Von時光耦開啟，C3通過光耦中三極管放電，使B點的電壓達不到場效應(yīng)管的開啟電壓。當交流電壓小于Von時，光耦不導通，C3充電，B點的電壓增加，此時應(yīng)使C3的電壓上升到場效應(yīng)管閾值的時間大于光耦關(guān)閉的時間，以保證Q2不導通。在t1時刻交流電源斷開，光耦輸出呈高阻態(tài)，C2中存儲的電荷經(jīng)R1向C3充電，C3上的電壓迅速增加，當B點電壓大于場效應(yīng)管的開啟電壓時，場效應(yīng)管Q2導通，導通后可迅速將Vs拉低，圖4中Vs是調(diào)節(jié)器的給定輸入端電壓。關(guān)機瞬間負載電流和圖3中B點的波形如下圖圖5所示。

圖5 B點和負載電流波形（1：B點波形；2：負載電流波形）

　　在整個LED電源的關(guān)機電流過沖保護電路中，當對R1和R4的參數(shù)進行改變時，可以同時改變給C3充電的時間。電阻R4選用較大阻值的，可以提高C3上的電壓，同時延長C3的放電時間。C2的大小可以決定交流電源斷電后維持該電路工作的時間。綜上所述，設(shè)置合理的參數(shù)，便可保證在主電路電源沒有完全關(guān)閉的情況下，保持Q2一直導通，即誤差放大器的給定輸入端一直為零，這種做法能夠有效的避免電流過沖。