关于Buck架构LED驱动器的OVP原理的分析和介绍
在直流输入的电源转换器中有很多设计严谨的buck转换器会具有输出过压保护，但这种做法在led驱动器中就很少见，rt8474a是这方面的特例。下图是rt8474a在buck组态下的应用电路图：
其中的r3和r4是用于电压取样以实现过压保护（over voltage protection, ovp）的电阻。
对于led驱动器来说，输出控制的对象是流过led的电流，电压通常不再是人们关注的对象，所以有些由电压带来的影响可能会被忽略掉。
大多数buck架构的led驱动器都采用了类似这样的电路拓扑：
在这个电路中，vin为输入；负载为led1~ledn构成的led串，其中流过的电流在led串两端形成输出电压vout；电阻rs用于输出电流的检测，控制器通过检测rs两端的压差对pwm信号的占空比进行控制；电容cout对输出电流进行滤波，使得最终流过led串的电流成为稳定的直流。为了降低不必要的损耗，rs上的压差很小，vout和cout上的电压非常接近。
这个电路在正常情况下什么问题都不会有，但是如果led串出现了开路的状况，问题就可能出现了。
当led开路时，流过led的电流通道已经不存在，所以rs上的电压差为0，控制系统将自动使pwm信号的占空比升到最大值并持续处于这一状态。在此过程中，由于mosfet开关sw导通而形成的电流只能流过输出电容cout，所以cout上的最终电压将等于输入电压vin。
在buck应用中，输入电压vin总是大于输出电压vout，也就是说vin总是高于led串的正向导通电压，而现在电容cout上的电压已经高于正常的led串导通电压了，如果我们在此时将led串接入电路，留存在cout中的电能就将没有什么限制地流过led，可怜的led通常很难承受此电流的冲击，它们将因过热而被烧毁。在buck架构中加入过压保护的目的就是为了避免这一问题的发生。
我们假设电阻rs上的电压差为0（通常都很小，设为0不影响做分析），在稳定情况下，电容电压不会突变，led串两端电压与电容电压总是相等的，所以led电流能够很稳定。随意找一款led的规格书来看看，我们就可以看到led的i/v特性是很陡峭的，电压的很小变化可以导致电流的很大变化，而且电压越高，这一效应也越明显，这也正是对led的驱动要以电流为控制目标而不能用电压对它进行驱动的原因。现在由于开路而使电容cout上的电压升高了许多，再用这个电压加载led就非常危险。这种状况和我们此前谈过的eos问题是如出一辙，只是对像变了而已，本质却是相同的。
再回到rt8474a的原理图中，我们看到r4和r3与输出电容是并联的关系：
假如cout上的电压升高了，r4上的分压将加大，即visp – vovp增大，当其高过某个阈值，我们就可以认为过压了，这将触发rt8474a的过压保护功能，此后就将visp – vovp稳定在一个新的值上，这个值所对应的输出电压最好是低于led串正常工作时的导通电压，因而再接入led的时候就是安全的，不会有太大的电流流过它。
在rt8474a的规格书中，上面提到的这个过压保护触发阈值是1.2v，过压保护发生以后要实现的visp – vovp稳定值是1v。这些参数在规格书中如下图所示列出：
在实际的应用中，我们只要知道可能的led串的最高正向电压，假设为38v，在此基础上再加上rs上的额定电压（100mv，见rt8474a规格书），我们就知道cout上的最高电压为38.1v，根据led串的特性再增加一点裕量如0.5v，ovp的电压值就被设定成了38.6v。设r4=10k，则r3=10k * (38.6 – 1.2)/1.2 = 311.7k，这样就确定了两个电阻的值，由此导致的ovp触发电压是38.6v，ovp被触发以后的稳定输出电压值是1v * (311.7+10)/10=32.17v。
rt8474a的规格书中提供了一幅图，它显示了led从正常工作的电路中被移走、再接入整个过程中的输出电压、负载电流变化过程，这里可以参考一下。
图中最下面一条曲线是流过led的电流波形，再往上是输出电压的波形。我们可以从中看到，当led电流发生下跳之后，输出电压很快就上升到了最大值，然后就逐渐下降，最后稳定在一个确定的位置上。当电流因再次接入负载而发生上跳变的时候，输出电压出现了短暂的下降，这是由于led的接入消耗了输出电容中的电能，而转换部分的动作还没有开始，输出电容上的能量得不到补充，所以会有这一现象。而这一现象的出现也消除了ovp状态，使转换系统进入正常的工作状态，led的供电进入正常化。
如果我们很细致的看上述的输出电压波形，我们可以看到触发ovp时的输出电压和ovp生效以后的输出电压都是高于工作正常时的输出电压的，但由于过压保护时的输出电压与led接入时的输出电压非常接近，刚接入的led上没有出现大电流，这种状况和两者压差的大小及输出电容的容量大小都有一定关系。如果led再次接入时电容上的电压比led导通电压高很多，出现超过其正常工作电流的可能性就非常大，led就很危险了。由此可见，rt8474a采用这样的过压保护方法是很合理的。
本文的写作是因为有用户在相关的应用上遇到了问题，所以也在这里把此话题分享给大家。如果你在应用中也遇到了问题，欢迎提出来，你的课题就可能成为别人的参考。如果这也算是一善，我觉得不算大，但我们可以集小善成大德，成就所有的有缘众生。
本文提到的产品rt8474a属于立锜众多led驱动器产品中的一员，你要知道它的存在也实属不易。我们也知道你要在众多产品中进行选择是很难的，所以已经设计了快速产品搜寻工具pqs，可对各种调节器和led驱动器的选择带来帮助。你只需输入简单的需求信息，系统就会把可用的产品推荐给你，你不妨去试用一下。
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