简单的检测电路通过电源线调光降低LED驱动器上的应力

低压LED系统中电流控制电路的修改允许使用斩波电源电压来调制LED强度。该电路通过在电源电压关闭期间关闭LED来防止浪涌电流流向去耦电容器。

在低压（24V）照明系统中，离线电源通常可以位于距离灯一定距离的地方。通常用简单的两芯电缆连接两部分，通过斩波电源电压可以控制灯的强度。对于基于灯丝的灯，这不是问题，但斩波电源电压会影响LED灯的可靠性。

LED灯需要一个专用电路来控制LED电流，与大多数控制电路一样，该电路需要在电源电压输入端使用去耦电容。电容器随着电源电压的每次转换交替充电和放电，陶瓷电容器在以这种方式处理时会产生恼人的噪声。电解电容器没有声学问题，但高浪涌电流会导致等效串联电阻的功耗，从而影响可靠性。（电解电容器的ESR高于陶瓷电容器。这种效应会缩短电解电容器的使用寿命。

只需在电源电压关断期间关闭 LED，即可避免去耦电容放电。大多数LED驱动器（如MAX16832）都有专用输入（DIM），可用于快速打开和关闭LED电流。但是，您必须使用额外的信号驱动DIM输入，如果只有两根电线可用，则无法做到这一点！解决方案是让灯中的LED驱动器电路检测关断时间的开始，并在电容器严重放电之前关闭LED。该电路还必须检测导通时间的开始，以便重新打开LED。

这个想法的最简单实现如图 1 所示（暂时忽略蓝线）。二极管D（红色）将DIM信号与去耦电容隔离开来。当电源电压关闭（即关断时间开始）时，DIM信号进入逻辑零点并禁用LED驱动器。由于去耦电容不再由LED加载，因此它保持其电荷。

图1.该电路包括蓝色电路和红色二极管（见文字）的电路，通过在斩波电源电压关闭的时间间隔内关闭LED来防止去耦电容器过度充电和放电。

在实践中，这种方法有几个缺点。首先，二极管引入等于V的耗散ƒ× I负荷。其次，驱动器关断的确切时刻由二极管之前系统中的电容决定。如果这个电容很大，DIM信号不会立即下降，而是需要一些时间才能达到逻辑零，这个时间间隔可以让去耦电容损失大量电荷。这个问题可以通过在二极管之前将负载电阻接地来克服，该负载电阻会迅速将DIM信号拉到地，但该电阻也会在导通时间内引入不必要的耗散。

图 1 所示的蓝色添加项展示了更好的解决方案。二极管被取消，D2/C3的组合形成一个包络检波器，跟随输入电压，但速度很慢。在导通时间内，T1的基极-发射极电压为正，因此T1关闭，其集电极为0V。 T2、R3和R4形成一个逆变器，将该逻辑0转换为逻辑1，并通过DIM引脚打开LED。

输入电压随着关断时间的开始而迅速下降，但包络检波器的响应速度较慢。因此，T1上的基极电压下降速度快于其发射极电压。当基极-发射极电压达到-0.7V时，T1接通，导致DIM处的逻辑电平从1变为0。这种转换可立即关闭LED驱动器，从而消除去耦电容的负载。当导通时间开始时，基压再次上升，关闭T1，LED驱动器重新打开。由于输入电压波动不超过1V，因此导通时间开始时的浪涌电流大大降低。

这些性能改进很容易衡量。首先，图2a的波形显示了斩波输入电压在未采取措施保护去耦电容的情况下的影响。浪涌电流的峰值大于12A，输入电压（存在于去耦电容上）表现出较大的振荡。在关断期间，输入电压下降超过10V。

引入检测电路会大大降低这些值（图 2b）。输入电流峰值约为2A，提高了6倍。输入电压的波动要小得多，现在约为2V，足够低，允许使用廉价的陶瓷去耦电容，而没有可闻噪声。DIM信号（图3）显示了输入电压振荡引起的两个毛刺：一个在导通周期开始时，另一个在关断周期开始时较小。但是，这些毛刺太短，不会影响LED电流（图4）。

图2.输入电压和电流如图1所示，蓝色检测电路处于非活动状态（a）和活动状态（b）。

审核编辑：郭婷