通过监控开关模式占空比诊断LED

摘要：一串串联高亮LED(HB LED)正向导通电压(VF)的改变意味着一只或多只LED损坏或完全失效。由此，通过监测VF可以评估LED的好坏。

高亮LED(HB LED)的正向导通电压(V_F)常常用于监测LED的工作状况，如果V_F出现显著变化，则说明一只或多只LED出现故障，甚至完全失效。

几只LED串联后，V_F总电压可能达到40V或更高，如果不是以地为参考，则需测量V_F差分电压。除了高压、差分测量外，系统面临的另一个问题是：HB LED常常需要利用脉宽调制(PWM)方式调光。这样的话，不能在PWM为低电平(LED没有点亮，因而不存在V_F)时测量V_F。对于一个滞回buck LED驱动器(MAX16820)，驱动三只串联LED(图1)，必须在DIM为高电平期间测量阳极与阴极之间的电压。　

 

为避免测量差分高压信号，可采用一种间接方式：即测量DRV引脚的占空比。对于该LED驱动器，LED串正向导通电压的一阶估算为：V_F = D × V_IN，D代表IC内部开关周期的占空比(不要将它与DIM占空比相混淆)。DRV信号以地为参考，最高电压为VCC(5V)。因此，允许使用低压ADC或比较器，这些器件可由LED驱动的V_CC输出供电(最大10mA)。

图2显示了如何用一个比较器(MAX9141)检测LED短路故障。滤波器R₁C₁把DRV的PWM方波信号转换成与D×V_CC成正比的直流电压信号(V_D)。当V_D达到其稳态值的90%以上时，对其进行采样，这将需要至少2.3R₁C₁的采样周期。因为比较器在锁存使能LE为低电平时为锁存输出，所以，DIM变为高电平后的2.3R₁C₁时间内不要触发LE。R₂C₂和D2相结合，保证DIM为低电平后立即触发LE。R₂C₂大于R₁C₁，因此，输入信号达到其90%稳态值时，比较器才会有效。D₂在DIM变低后立即对C₂放电，由此，只要LED关断，输出即闭锁。