引言 

在恒流驱动LED应用方案中，常会遇到因LED损坏或其他原因导致系统开路，出现输出电容损坏或芯片损坏，或者先开路上电，再接负载，出现LED损坏，采样电阻损坏等现象。下面我们一起分析造成此类现象的根源并提供解决对策。
开路时的工作状态 

以XL3001为例说明下BUCK拓扑开路时情况，XL3001典型应用电路如图1。

图1.XL3001典型应用电路

XL3001通过CS引脚检测采样电阻RCS上电压，从而控制输出电流。一旦LED开路，RCS上没有电流流过，CS 引脚电压几乎为0V，由于是开路状态，RCS上电压不会达到基准值，芯片内置功率MOS管以最大占空比导通，从而导致输出端电压不断上升，经几毫秒后，输出电容电压便抬高至与输入电压相等。此时，如果输出电容耐压不足，将会造成输出电容损坏。 

由LED的V-I特性曲线（图2为某LED的特性曲线）可以看出即使LED两端电压升高很小，电流也会增大很多。 如果先空载上电（此时输出电容电压约为输入电压），再接上LED，输出电容较高的电压加到LED 上，瞬态会有很大的电流流过LED及RCS，瞬间过大的能量容易导致RCS或LED烧毁（尤其是空载电压比实际输出电压高很多时）。

图2.某LED的V-I特性曲线 

对于BOOST升压电路，情况往往会更严重，因为一旦开路，理论上输出电压可以达到无穷大，由于升压芯片均内 置开路保护功能，所以输出端电压会上升至芯片允许的最大值，如XL60XX系列（XL6001除外），输出端电压会达到65V左右。如果肖特基二极管、输出电容耐压不够，则会造成肖特基二极管与输出电容损坏，并导致芯片损坏；如果测试时先空载上电（输出电容与肖特基耐压足够），再连接LED，则会造成LED灯损坏，RCS采样电阻损坏。

开路保护的原理 

通过上述分析，我们大致了解了恒流电路开路的危害性，通常可以通过添加开路保护电路来解决，下面讨论开路保护工作原理。 

一种简单的办法就是使空载电压略高于实际的输出电压，这样既可以保证正常工作时不受影响，又可以确保开路后，不会造成异常问题发生。

对于既有恒压、又有恒流环路的芯片（如XL4201），我们可以简单的使用CS引脚设置输出电流，使用FB引脚设置开路电压（一般开路电压设置为1.2倍的正常工作电压）即可。 

对只有一个恒流环路的芯片（如XL30XX和XL60XX的恒流芯片），我们可以使用图3的方法进行开路保护（XL30XX设置方法与之类似）。 

我们以图3中的XL6006为例，简要说明工作原理。

图3.增加开路保护的XL6006电路 

开路保护电路由两个器件组成，DZ（稳压二极管）和R1（限流电阻，通常选择1K）。一旦LED开路，RCS 两端电压几乎为0V，FB检测的电压低于内部基准时，芯片以最大占空比工作，当输出电容电压升高至DZ的击穿电压后，DZ导通，流经稳压管的电流在R1上产生的压降会被FB检测到，当FB检测到R1电压大于或等于基准电压后，芯片停止工作，输出电容电压不再继续提高，将输出端电压控制在设定值，从而实现开路保护。开路输出电压为VDZ+VFB，由于VFB很小，可以认为开路电压为稳压二极管的电压，DZ稳压管的耐压通常可取1.2倍输出电压（考虑到稳压二极管的V-I特性，可根据实际需求适当调整）。

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