淺談LED照明和太陽能充電的技術(shù)挑戰(zhàn)及解決方案

　　一般情況下，可以采用一個與電池板相串聯(lián)的肖特基二極管來解決電池板的泄漏問題。反向泄漏被減小至一個很低的數(shù)值；然而，肖特基二極管的正向電壓降 （它在高電流條件下會消耗大量的功率） 仍然會造成能量損失。因此，需要采用昂貴的散熱器和精細(xì)的布局來把肖特基二極管保持于低溫狀態(tài)。解決該功率耗散問題的一種更加有效方法是用一個基于 MOSFET的理想二極管來替代肖特基二極管。這將把正向電壓降減小到低至20mV，從而顯著地減少功耗，同時降低散熱布局的復(fù)雜性、外形尺寸和成本。幸運(yùn)的是，由于已經(jīng)有一些IC供應(yīng)商制造出了具有這種規(guī)格的理想二極管 （比如：由凌力爾特公司提供的LTC4412），因此上述目標(biāo)得以輕松實(shí)現(xiàn)。

　　不過，有兩個問題依然存在，即：“至滿充電電池的浮動電壓控制”和“在最佳發(fā)電點(diǎn)給電池板加載”。這些問題常?？梢酝ㄟ^采用一個開關(guān)模式充電器和一個高效率降壓型穩(wěn)壓器來加以解決。

凌力爾特已經(jīng)開發(fā)出了這樣一款電路，它由LTC1625 No RESNSE（無檢測電阻器）同步降壓型控制器、LTC1541微功率運(yùn)算放大器、比較器和基準(zhǔn)、以及LTC4412理想二極管組成。下面給出了該電路以供參考：

　　圖1中的電路被置于太陽能電池板和電池之間，用于調(diào)節(jié)電池浮動電壓?；贚TC1541的附加控制環(huán)路強(qiáng)制充電器在最大電池板功率點(diǎn)上運(yùn)作。這種效率的提升縮減了所需的電池板尺寸，因而降低了總體解決方案的成本。當(dāng)電池板峰值電源電壓和電池電壓之間存在失配時，這款電路的重要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)得尤為突出。

　　圖1：峰值功率跟蹤降壓充電器最大限度地提高了效率

　　問：Linear提供了哪些獨(dú)特的解決方案來解決以上設(shè)計挑戰(zhàn)？

　　答：為了滿足LED驅(qū)動以及太陽能電池板電池充電器的設(shè)計需要，凌力爾特提供了各種各樣的產(chǎn)品。LT3595、LT3518和LT3755便是其中一些產(chǎn)品。

　　此類產(chǎn)品和LED驅(qū)動器IC的一個實(shí)例是凌力爾特的LT3595降壓模式LED驅(qū)動器，它具有16 個單獨(dú)的通道，每個通道能夠從高達(dá)45V的輸入來驅(qū)動一個由多達(dá)10個50mA LED所組成的LED串。每個通道可用于驅(qū)動10個串聯(lián)LED以提供局部調(diào)光。于是，每個LT3595都能夠驅(qū)動多達(dá)160個50mA白光LED.一臺 46英寸LCD TV將需要為每部HDTV配用約10個LT3595.它的16個通道均可以獨(dú)立控制，并具有一個能夠提供高達(dá)5000:1 PWM調(diào)光比的單獨(dú)PWM輸入。

　　每個通道只需要一個纖巧的片式電感器和一個甚至更加小巧的陶瓷輸出電容器。所需的其他元件僅為單個輸入電容器和電流設(shè)定電阻器 （圖2）。所有16個通道的箝位二極管、電源開關(guān)和具補(bǔ)償功能的控制邏輯電路都被壓縮在LT3595的相對較小56引腳、5mm x 9mm QFN封裝之內(nèi)。

　　圖2：一個從45V輸入來驅(qū)動160個白光LED的16通道LED驅(qū)動器。PWM調(diào)光比為5000:1.

　　大多數(shù)電池供電型便攜式產(chǎn)品均具有一個或多個顯示屏，用于向用戶傳遞圖形信息。然而，TFT- LCD顯示屏 （甚至OLED屏） 的供電需要系統(tǒng)設(shè)計師給予特別的關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)TFT-LCD屏的正確供電，一個DC/DC轉(zhuǎn)換器必需要能夠以正確上電和斷電排序來提供三個獨(dú)立的輸出電壓，即：AVDD、VON和VOFF.凌力爾特認(rèn)識到了這一點(diǎn)，并開發(fā)出了專門針對該用途的專用單片式DC/DC轉(zhuǎn)換器。最新推出的一款器件是我們的 LT3513.該轉(zhuǎn)換器具有5個獨(dú)立受控的穩(wěn)壓器，用于提供一個TFT-LCD屏內(nèi)部所有必要的電源軌。

　　其降壓型穩(wěn)壓器能夠?yàn)檫壿嬰娫窜壿斔透哌_(dá)1.2A的連續(xù)輸出電流?？梢岳肔DO控制器和一個外部 NPN MOSFET產(chǎn)生一個較低電壓輔助邏輯電源。一個高功率升壓