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LM3423實現(xiàn)太陽能LED路燈驅(qū)動器

作者: 時間:2011-12-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  一、引言

  傳統(tǒng)太陽能路燈存在的問題是電池壽命短,升壓轉(zhuǎn)換器沒有任何防止短路出現(xiàn)的保護裝置,必須加設(shè)輸入保險絲提供保護,以免出現(xiàn)短路。采用NI(美國國家半導(dǎo)體)公司的 芯片,設(shè)計適用用于12/24V 電池輸入的太陽能LED 路燈,能夠有效解決傳統(tǒng)方式所存在的問題。提高社會經(jīng)濟效益。

  二、傳統(tǒng)升壓存在的問題

  1.太陽能LED 路燈的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

太陽能路燈電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  圖1 太陽能路燈電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  太陽能LED 路燈的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。太陽能電池板在太陽光的照射下,其內(nèi)部PN 結(jié)會形成新的電子空穴對,在一個回路里就能產(chǎn)生直流電流,這個電流流入控制器,會以某種方式給蓄電池充電。蓄電池在白天的時候會接受充電,而在晚上則會提供能量給LED.

  太陽能路燈采用升壓工作方式,這樣可以減少系統(tǒng)中LED 驅(qū)動器的數(shù)目,節(jié)約系統(tǒng)成本。升壓結(jié)構(gòu)使得LED 串聯(lián)的數(shù)目不再受限于IC的耐壓,而是由MOS 來決定,因而可以串聯(lián)較多的LED.由于大多數(shù)的太陽能電池的輸出電壓都不高,因此太陽能路燈較適合使用升壓結(jié)構(gòu)。

  而選用電流模式的恒流設(shè)計,可以讓輸出電流不受輸入電壓變化的影響,在電池滿載以及快沒電時,都能讓路燈維持相同的亮度。

  2.傳統(tǒng)升壓驅(qū)動存在的問題

  

LM3423實現(xiàn)太陽能LED路燈驅(qū)動器

  圖2 傳統(tǒng)升壓驅(qū)動電路

  (1)電池使用壽命短:圖2 中,即使關(guān)斷升壓轉(zhuǎn)換器主開關(guān),Vin 與Vout 之間仍會形成一條電流泄露路徑,如果在輸出端接有任何負載,其中泄露電流Ileak 接近于Vin/Rload,那么漏電流的存在使的蓄電池一直處于工作狀態(tài),這樣將會縮短電池的使用壽命。

  (2)無短路保護裝置:圖2 中,當(dāng)出現(xiàn)輸出端短路時,電流經(jīng)過電感器,整流器和地,僅僅受到印刷電路板跡線電阻、整流器寄生電阻和電感器DCR 電阻的限制,沒有其他任何保護措施,即使主開關(guān)關(guān)斷,也照樣存在這個問題。因此必須加設(shè)輸入保險絲提供保護,以免出現(xiàn)短路。

  三、適用于太陽能路燈的 升壓驅(qū)動電路的設(shè)計

  1. 芯片功能介紹

  美國國家半導(dǎo)體研發(fā)的LM3423 芯片輸入電壓范圍在4.5V 到75V之間,適用于極寬的輸入電壓范圍;50KHZ 的快速PWM調(diào)光;內(nèi)部基準電壓50mV- 1.25V;工作頻率最大可達到1MHZ;內(nèi)部驅(qū)動能力750mA,超低電流停機小于2uA.可以用來配置升壓、浮動降壓、浮動降壓/ 升壓和SEPIC 拓撲結(jié)構(gòu)中低側(cè)外部MOSFET 的控制器[2];使用峰值電流模式控制器和預(yù)測性關(guān)閉時間設(shè)計來調(diào)節(jié)LED 電流,峰值電流模式控制器與預(yù)測性關(guān)閉時間設(shè)計的組合簡化了回路補償設(shè)計,同時提供內(nèi)在的輸入電壓前饋補償;設(shè)有用于控制外部調(diào)光FET 和系統(tǒng)"零電流"關(guān)閉特點的集成驅(qū)動器;并且具有LED 狀態(tài)輸出標記、故障標記、可編程故障計時器和邏輯針腳,用于控制調(diào)光驅(qū)動器的極性。

2.避免漏電流存在

  利用LM3423 設(shè)計升壓LED 驅(qū)動器電路如圖3 所示。圖3 中,當(dāng)EN 引腳命令升壓轉(zhuǎn)換器失效之后,主開關(guān),nDIMFET 引腳和FLT 引腳會被關(guān)閉,從Vin 流入的電流就會趨近與零,有效避免任何漏電流流入串聯(lián)一起的LED,因為此時的升壓轉(zhuǎn)換器已經(jīng)失效。由于漏電流不再存在,停機時蓄電池可以達到充飽狀態(tài),這樣可以有效延長電池使用壽命。

  

LM3423實現(xiàn)太陽能LED路燈驅(qū)動器

  圖3 LM3423 升壓LED 驅(qū)動電路

  3.提供LED 短路保護


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