恒流驱动源技术在太阳能LED路灯的设计应用

文章摘要：图11. 升压型恒流源的基本原理图图中显示了一个基本的电感升压电路，其中控制器（Control）给出了一个PWM开关信号来控制大功率开关管，后者在导通时对电感充电，而在断开时电感中的能量就对电容充电。经过几次开关以后就可以把输入电压泵至更高的电压，从而完成升压的任务。改变PWM信号的工作比就可以改变其输出电压。为了保持输出电流的恒定，就要求测量输出电流值，这是靠一个和LED串联的小电阻来测量的。这个电阻上的电压就和一个参考电压相比较，比较所得出的误差信号就送去控制器用以改变PWM信号的工作比，这样就实现了一个闭环自动控制，以控制其输出电流为恒定。在选用这类升压型恒流源时，有几个问题需要注意的。

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图11. 升压型恒流源的基本原理图

图中显示了一个基本的电感升压电路，其中控制器（Control）给出了一个PWM开关信号来控制大功率开关管，后者在导通时对电感充电，而在断开时电感中的能量就对电容充电。经过几次开关以后就可以把输入电压泵至更高的电压，从而完成升压的任务。改变PWM信号的工作比就可以改变其输出电压。为了保持输出电流的恒定，就要求测量输出电流值，这是靠一个和LED串联的小电阻来测量的。这个电阻上的电压就和一个参考电压相比较，比较所得出的误差信号就送去控制器用以改变PWM信号的工作比，这样就实现了一个闭环自动控制，以控制其输出电流为恒定。

在选用这类升压型恒流源时，有几个问题需要注意的。

1. 恒流特性要好

图12表示一个SLM2842S的恒流特性曲线。检测电阻放在高端比方在低端更为好点。

图12. SLM2842S的恒流特性

2. 升压比要尽可能小，或者说输入电压要尽可能高，一般来说，升压比越小效率越高。下面图13是当输出电流为0.7A输出功率为30瓦时，SLM2842S的效率和输入电压的关系。

图13. 当输出电流为0.7A输出功率为30W时，SLM2842S的效率和输入电压的关系

由图中可见，如果采用12V的蓄电池，它的效率就只有90%左右，而如果改用24V的蓄电池，它的效率就可以达到94%。这就可以减少芯片的功耗，降低芯片的温度，提高芯片的可靠性。

3. 检测电阻要尽可能小，以免在上面消耗功率。实际上这也就意味着其内部的参考电压要尽可能低。这对于芯片设计者来说有一定的难度。如果这个参考电压在0.1伏左右，就是一个相当好的一个芯片了，这时，外部的检测电阻就可以用一个很小值了，也就意味着整个系统具有很高的效率。

(二) 降压型恒流源

降压型恒流源的基本工作原理和升压型是差不多的。其基本原理图如图14所示。

图14. 降压型恒流源的基本原理图

通常储能电感是和LED串联，开关导通时，电感储能；开关断开时电感通过二极管继续有电流流通。由于输出电压是输入电压减去电感电压，所以是降压型。LED中的电流经过检测电阻测量以后反馈回控制器。来控制PWM的工作比，以实现恒流的控制。

降压型恒流源的缺点是要求输入电压高于输出电压，而太阳能LED路灯中所采用的蓄电池往往是12V，顶多是24V。而路灯中的LED通常是10个串联，其所要求的总输出电压往往在33V-36V左右，因此较难采用降压型的恒流源。而降压型恒流源的优点是效率高。因为输入电压高于输出电压，所以输入电流小于输出电流。电流小有助于减小电阻性损耗。图15表明一个降压型恒流源在输入电压固定在35V，输出电流固定在2A时，其效率和输出电压的关系曲线。

图15. 降压型恒流源的效率和输出电压的关系曲线

从图中可以看出，当输出电压为30V时，其效率高达98%。这种恒流源的恒流特性也很好（图16）。

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