Un cambio en el voltaje directo (VF) de una cadena de LED de alto brillo (LED HB) conectados en serie puede indicar la degradación o falla completa de uno o más LED. Por lo tanto, este circuito evalúa el estado del LED monitoreando Vf.
El voltaje directo (VF) de los LED de alto brillo (LED HB) a menudo se monitorea para evaluar el estado del LED. Un gran cambio en VF puede indicar degradación o falla completa de uno o más LED conectados en serie.
Varios LED conectados en serie pueden tener un voltaje VF total de 40 V o más, y su VF total requiere una medición diferencial si no se hace referencia a tierra. Como tercer desafío (además de las mediciones diferenciales y de alto voltaje), los HBLED a menudo se atenúan mediante modulación de ancho de pulso (PWM). En ese caso, si el LED no está encendido y VF no está presente, VF no se puede medir en la parte baja del ciclo de trabajo de PWM. Para un controlador de LED reductor histérico (MAX16820) que activa tres LED en serie (Figura 1), los voltajes de ánodo y cátodo de la cadena deben medirse mientras DIM es alto.
Para evitar la necesidad de mediciones diferenciales de alto voltaje, se puede tomar un enfoque indirecto midiendo el ciclo de trabajo en el pin DRV. Para este controlador de LED en particular, la estimación de primer orden del voltaje directo de la cadena de LED es Vf = D × Vin. donde D representa el ciclo de trabajo interno producido por la sección de modo de conmutación del IC (que no debe confundirse con el ciclo de trabajo en DIM). La señal DRV está referenciada a tierra y limitada a VCC (5V). En este estado, se puede usar un ADC o comparador de bajo voltaje y alimentarlo desde la salida VCC del controlador LED (hasta 10 mA).
La Figura 2 muestra cómo detectar un LED en cortocircuito usando un comparador (MAX9141). El filtro R1 C1 convierte la señal DRV AC PWM en un voltaje DC (VD) proporcional a D × VCC. VD debe muestrearse cuando su valor sea (probablemente) mayor que el 90 % de su valor de estado estable. Esto requiere un período de al menos 2.3R1 C1. La habilitación de enclavamiento (LE) del comparador enclava la salida cuando LE es bajo, por lo que LE debe afirmarse no antes de 2.3R1 C1 después de que DIM suba. Al combinar R2 C2 con D2, LE se anula inmediatamente después de que DIM baja. Debido a que el valor de R2 C2 es mayor que el de R1 C1, el comparador se habilita cuando la señal de entrada alcanza al menos el 90 % de su valor de estado estable. D2 descarga C2 inmediatamente después de que DIM baja, bloqueando la salida tan pronto como el LED se apaga.

Dado que Ref es menor que D × VIN, la salida del comparador normalmente es baja. Si el LED no se acorta, el voltaje directo cae y el ciclo de trabajo en DRV cae. Posteriormente, cuando VD cae por debajo de Ref, la salida del comparador sube, lo que indica que el LED está en cortocircuito. Dado que la salida se bloquea cuando DIM baja, la señal de error permanece activa incluso cuando el LED está apagado. La Figura 3 muestra las señales DIM y DRV filtradas para operación normal y condiciones de cortocircuito de LED.
