兼做故障監(jiān)視器的LED驅(qū)動器
出處:tuwen 發(fā)布于:2007-04-28 04:39:59
LED用途廣泛,既可用作指示器,又可在諸如光耦合器等器件中用作發(fā)光器。在某些應(yīng)用場合,LED,即發(fā)光器,可以安裝在遠離主機一段距離的地方。典型的例子就是安裝在儀表板上的汽車指示器和工業(yè)光傳感器。在要求嚴(yán)格的應(yīng)用場合,你可能需要一些監(jiān)控LED完整性的方法。本電路僅僅使用4只晶體管和6只電阻器,就可為一只LED提供可切換的恒流驅(qū)動,并可指示開路和短路兩種故障情況()。而且還有意外的好處??刂菩盘朧CONT可開啟和關(guān)斷LED。當(dāng)VCONT為高電平時,Q1和LED關(guān)斷。當(dāng)VCONT低到0V時,Q1導(dǎo)通并為LED提供恒定電流。由于大多數(shù)LED都有至少1.2V的正向電壓降,所以Q3具有足夠的基極偏置電壓,Q3導(dǎo)通,從而使Q2導(dǎo)通。Q2導(dǎo)通又為Q4提供偏置,Q4導(dǎo)通并拉高電平,從而指示LED工作正常。
由于此時Q2和Q4都導(dǎo)通,所以Q1的基極電位比正電源電壓VS低大約兩個VBE壓降,從而使R1兩端有一個VBE壓降。因此,在R1=68Ω時,Q1為LED提供大約10 mA的穩(wěn)定電流。假如R2的阻值足夠大,則LED的正向電流就幾乎不流入Q3的基極。只要LED仍然沒有損壞,就維持高電平,表明驅(qū)動情況正常。假如LED開路,Q1的集電極負載就變成與Q3基極串聯(lián)的R2。由于R2遠大于R1,所以Q1飽和,R1上的電壓下降到大約20 mV,而Q1和Q2的發(fā)射極電位上升至VS。由于基極驅(qū)動不足,Q4此時關(guān)斷,輸出就下降到0V,表明有故障狀況。
另一方面,如果某個故障導(dǎo)致LED短路,Q3就立即關(guān)斷,使Q2失去集電極電流。Q2的基極-發(fā)射極結(jié)此時就像一只二極管一樣,從而使Q1的基極箝位于主要由Q2的VBE壓降以及R3與R4之比決定的電位。由于R4的阻值小于R3的阻值,所以Q2的發(fā)射極電位此時上升至VS。Q4再關(guān)斷,并變?yōu)榈碗娖?,表示為故障狀況。如果電阻值如所示,則Q1的基極此刻保持在大約4V,在R1上僅有200~300 mV。因此,短路電流被有效地“抑制”到低于正常值的三分之一,從而省電——這就是意外的好處。在正常情況下,如果LED導(dǎo)通,Q1傳導(dǎo)的電流大于Q2,從而使Q1的VBE壓降略高于Q2的VBE壓降。因此,R1上的壓降略低于二極管的壓降,你可能需要試驗R1的值來設(shè)定所希望的LED電流。
當(dāng)VCONT很低時,你必須選擇R3來滿足Q1和Q2的基極電流要求。在R3=39 kΩ時,對原型電路的測試得到了很好的結(jié)果,但是,也許要求R3的阻值小一些,視LED電流以及Q1和Q2的電流增益而定。當(dāng)LED導(dǎo)通時,Q2和Q3都完全導(dǎo)通,所以,為了將Q2和Q3的集電極電流限制在一個可接受的電平,R5要有一個合理的大阻值。但是,R5阻值不能太大,否則Q2就不能提供R4和Q4基極所需的電流。使R5的阻值大約為R4的4或5倍,就是一個良好的起點。
,這種LED驅(qū)動器可兼做故障監(jiān)視器,除此之外還可限制短路電流。
雖然所示電路有一個5V電源,但是,如果相應(yīng)增減電阻器的阻值,你也可以使用其它電壓。只要Q1擁有足夠的“凈高”來擺脫飽和狀態(tài),在較低電壓下工作是可能的,不過,你如果使用藍光或白光LED,就要提防出現(xiàn)一些問題,因為這些器件往往都有相當(dāng)大的正向壓降。晶體管類型并不重要;大多數(shù)具有電流增益的小信號器件應(yīng)該就足敷應(yīng)用,然而,如果你的設(shè)計要求LED電流大、電源電壓高或者兩者兼而有之,則Q1也許應(yīng)該是一個功率器件。
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