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LED电平移位包括故障检测的相关实施方案

来源:analog 发布时间:2023-08-31

摘要: 电阻和外部晶体管的明智配置使led驱动IC (MAX6974)能够从高压电源驱动多个串联led。

虽然许多led驱动IC在相对较低的电压下工作,但您可以在更高的电压下工作,从而通过在该IC (MAX6974)上添加一个共基晶体管电平移位器来串联驱动多个led。

这篇文章的类似版本出现在2007年10月18日的EE Times杂志上。

许多led驱动ic相对较低的工作电压使它们无法串联驱动多个led,但您可以通过添加一个共基晶体管电平移位器来规避这一限制,如图1所示。NPN晶体管Q1将超过99%的发射极电流反射到集电极上,使得该电路可以串联驱动数十个led。可选的串联电阻R1降低了驱动IC的功耗。

图1所示、这种电平移位晶体管允许集成电路从高压电源驱动系列led

这种电平移位器的一个不幸的副作用是故障检测电路的丢失,其目的是指示开路情况。故障检测器检测无效(低)输出电压,如<MAX6974 24端口驱动IC为200mV。但是,如果电平转换电路中的led开路,IC永远不会看到输出故障。晶体管通过基极-发射极二极管简单地提供20mA (IC所需)。添加单个150欧姆电阻(图2中的R2)可以恢复故障检测。由于Q1的最小β值为100,因此R2下降小于150欧姆(20mA/β) = 30mV。

图2、图1中添加的R2恢复了故障检测功能

图3和图4的示波器走线通过监测测试点TP1(上走线)和TP2(下走线),将原图1电路与改进后的电路进行比较。两个信号都是1V/div,并参考地电位。


图3、图1中TP1(上走线)减小,表示LED链有开路,而下走线(TP2)几乎没有受到影响,因此不会产生故障报警


图4、图2中的TP1(顶部走线)减小,表示LED链中有一个缺口,底部走线(TP2)也减小,直到IC检测到低电压,表示LED故障

由于打开的LED(或较低的电源电压)导致顶部走线减少,晶体管最终饱和,如图所示,该走线在2.7V左右变平。图3的底部走线几乎没有受到影响,因为Q1的基极-发射极二极管提供20mA负载电流。故障检测不活跃。在图4中,当Q1达到饱和时,底部波形也会减小,从而在波形低于200mV阈值时激活故障电路。

图2中的组件值选择为20mA负载电流,3.3V电源电压和200mV故障检测阈值,允许LED电流在12mA至24mA范围内。您可以调整值以获得其他电流范围(R1 = 0给出最宽的工作范围)。


地点:

  • V(SUPPLY)为逻辑电源电压

  • V(BE1) (0.7V)是典型的基极-发射极电压

  • V(SAT)为驱动IC饱和电压(MAX6974约为1V)

  • I(MAX)是最大编程电流范围



地点:

  • V(BE2)为最坏情况下基极-发射极电压(高温时为0.5V)

  • V(FDT)为驱动IC的故障检测阈值(MAX6974约为200mV)

  • I(MIN)是最小编程电流范围



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