虽然LED本身能够达到超过50,000小时的使用寿命，但LED对温度和电应力很敏感，而且LED的其动态阻抗特性往往会给调节器元件的选择和控制回路的设计提出挑战。因此，开发了图4中的仿真电路，以分析LED驱动器/保护电路的复杂性，并预测在不同操作条件下的电路特性。

为此分析所选的PWM控制器具有0.26V的反馈参考电压。因此，在1A的LED电流下，只有0.26W的功耗在LED检测电阻中消散。由于CSM的增益为50，所以使用较小值的检测电阻来感测输出电流。 当通过CSM分流电阻器的电流超过由CSM检测电阻器设置的限制时，CSM增益和比较器阈值（R，R），PMOS通道晶体管中断负载电流，充当电子断路器。

通过将RESET引脚切换为低电平，可以复位锁存输出。但是，出于本文的目的，RESET已被禁用，以检查响应速度。响应速度和峰值电流取决于许多变量，包括元件选择、CSM带宽、噪声滤波器、输出电容、FET选择和输出升压电感器。合在一起，这些因素会影响转换器的输出阻抗。为了准确评估运行，我们进行模拟，最大时间步长设置为50 ns，直流相对公差设置为0.001％。分析在TINA-TI，一款免费的Berkeley SPICE 3f5兼容模拟器进行。以300 kHz运行的升压转换器的5 ms模拟运行仅仅在30秒内启动至稳定状态。

电流分流监视器（CSM）放置在哪里？

CSM可以放置在升压转换器的输入或输出端。在此次的模拟中，CSM放置在输出端，感测流经10-mΩ 分流器的电流。分流器与输出PMOS通道元件（T5）串联布置。根据CSM的布局，该电路可以防止内部或外部短路。但是，CSM必须设计在所有工作条件下有足够的共模范围（CMR）。

如果放置在升压转换器的输入端，则可以选择较低CMR的CSM。但是，将CSM置于输出端会绕开升压电感器，会加速短路的反应时间。不管CSM放在何处，应使用RC滤波器来减少分流电阻引起的突发di/dt事件而可能发生的噪声和谐振振铃。可以放置一个小的100Ω电阻和差分电容器，其时间常数是分配器估计的Lp/R时间常数的三倍，其中Lp为寄生并联电感器。由于CSM的增益误差和带宽会受到噪声滤波器的不利影响，因此要保持滤波器数值很小。

模拟结果

模拟结果如图5所示，Vg是PMOS FET的控制电压，在正常条件下设置为-6V。根据FET的阈值电压、阀级电荷和饱和特性，需要进行优化。将阀的电压最小化可以提高反应时间，并且应选择上拉电阻，将中断周期最小化。请注意，输入电流和阈值电压显示为高阀级电荷（紫色）和低阀级电荷（蓝色）MOSFET。

图5.标准有线和无线网络将传输物理建筑系统和建筑管理设备之间传递的相对简单的命令和数据。

很显然，下栅极充电器件将输入端所看到的电流最小化。选择MOSFET和栅极驱动电路以获得最佳响应是重要的考虑因素，限制di/dt并满足MOSFET的安全操作要求。这些是不易分析的复杂设计考虑因素; 因此，最好先进行模拟和确认。

某些示波器（如Tektronix产品）提供了专门的测试软件，可以计算MOSFET安全工作曲线的开关功率损耗。模拟表明响应时间小于2μs，在电流中断前，输入电流小于6A。选择中断FET将影响峰值输入和输出电流。驱动高端NMOS器件的高性能热插拔控制器是另一种选择，能够实现小于250ns的中断时间。这些设备针对背板热卡插入进行了优化，但可能会提供比此处展示的更高性能的解决方案。

避免失败

在模拟的电路中，在变化的负载条件下，会中断或者限制升压转换器LED驱动器的输入/输出电流。该电路经过优化，可用于汽车LED前照灯驱动器。模拟表明，实现最佳电路响应时间需要仔细分析和组件选择。将这些敏感度集成到综合时域电路仿真中，有助于理解电路对工作条件和元件选择的特征。

专门的热插拔控制器具有专门的功能和优化的性能，应该考虑。无论哪种情况，在实施电路中断或限制电源时，都需要仔细分析。为LED驱动器设计强大的保护电路很复杂，想加速分析和设计，像TINA-TI、SPICE和WEBENCH这样的软件是很有用的工具。