恒流驅(qū)動(dòng)源在太陽能LED路燈中的應(yīng)用實(shí)例
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假如LED的電壓和電源電壓接近，例如負(fù)載為4個(gè)1瓦LED串聯(lián)，那么它的電壓為13V左右，而蓄電池在布滿電的時(shí)候就會(huì)達(dá)到14V以上，這時(shí)候就要用降壓型的恒流源，但是假如在蓄電池快要放完電的時(shí)候，它的電壓就大概只有10.4V。這時(shí)候就需要采用升壓型的恒流源。所以，在這種情況下，就必須采用升降壓型的恒流源。
多個(gè)LED也可以采用串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，通常我們稱之為幾串幾并。例如10串3并就是如圖9b的結(jié)構(gòu)。
這時(shí)候固然也可以采用一個(gè)恒流源供電，但是這時(shí)候的恒流源就只能夠恒定3串的總電流。這個(gè)總電流在各串中的分配是根據(jù)它們的伏安特性來分配的。由于加在這3串上的電壓是一樣的，而每串中的每一個(gè)LED的電流又是相同的，這時(shí)候就必須平衡在滿足這兩個(gè)條件的工作點(diǎn)上。而且，假如有一串中的一個(gè)LED壞了，就會(huì)把三串的總電流分配到兩串中往，這就加大了每串中的電流。為了減小各串之間的電流不平衡，可以把各串中所有的LED都并聯(lián)起來，構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)格型的結(jié)構(gòu)。這時(shí)候假如某一串中有一個(gè)LED壞了，就不會(huì)影響到其它LED。但是，假如壞的LED呈現(xiàn)短路情況，那就會(huì)把其它兩串中的LED也都短路掉，不過LED損壞時(shí)以開路為多，短路比較少。當(dāng)然最好的方法就是用保護(hù)二極管（通常是齊納二極管）和每個(gè)LED并聯(lián)，不過這樣就增加了本錢。
當(dāng)然多個(gè)LED也可以采用全部并聯(lián)的方法，但是由于每個(gè)LED的伏安特性不一樣，假如這時(shí)候用恒壓源來供電就會(huì)產(chǎn)生極大的題目（圖10）。
圖10. 用恒壓源對(duì)多個(gè)并聯(lián)的LED供電時(shí)每個(gè)LED的電流都不一樣
四．恒流源的基本工作原理和特性
(一) 升壓型恒流源的基本結(jié)構(gòu)如圖11所示。
圖11. 升壓型恒流源的基本原理圖
在選用這類升壓型恒流源時(shí)，有幾個(gè)題目需要留意的。
1. 恒流特性要好
圖12表示一個(gè)SLM2842S的恒流特性曲線。檢測(cè)電阻放在高端比方在低端更為好點(diǎn)。
圖12. SLM2842S的恒流特性
圖13. 當(dāng)輸出電流為0.7A輸出功率為30W時(shí)，SLM2842S的效率和輸進(jìn)電壓的關(guān)系
3. 檢測(cè)電阻要盡可能小，以免在上面消耗功率。實(shí)際上這也就意味著其內(nèi)部的參考電壓要盡可能低。這對(duì)于芯片設(shè)計(jì)者來說有一定的難度。假如這個(gè)參考電壓在0.1伏左右，就是一個(gè)相當(dāng)好的一個(gè)芯片了，這時(shí)，外部的檢測(cè)電阻就可以用一個(gè)很小值了，也就意味著整個(gè)系統(tǒng)具有很高的效率。
(二) 降壓型恒流源
降壓型恒流源的基本工作原理和升壓型是差未幾的。其基本原理圖如圖14所示。
圖14. 降壓型恒流源的基本原理圖
降壓型恒流源的缺點(diǎn)是要求輸進(jìn)電壓高于輸出電壓，而太陽能LED路燈中所采用的蓄電池往往是12V，頂多是24V。而路燈中的LED通常是10個(gè)串聯(lián)，其所要求的總輸出電壓往往在33V-36V左右，因此較難采用降壓型的恒流源。而降壓型恒流源的優(yōu)點(diǎn)是效率高。由于輸進(jìn)電壓高于輸出電壓，所以輸進(jìn)電流小于輸出電流。電流小有助于減小電阻性損耗。圖15表明一個(gè)降壓型恒流源在輸進(jìn)電壓固定在35V，輸出電流固定在2A時(shí)，其效率和輸出電壓的關(guān)系曲線。
圖15. 降壓型恒流源的效率和輸出電壓的關(guān)系曲線
圖16. SLM2862J的恒流特性
（三） 帶PWM調(diào)光的恒流源
對(duì)于人眼來說，很難察覺到紅、綠或藍(lán)LED中幾納米波長(zhǎng)的變化，特別是在光強(qiáng)也在變化的時(shí)候。但是白光的顏色溫度變化是很輕易檢測(cè)的。而采用改變正向電流的方法來調(diào)光就很輕易使人眼感覺到色溫的變化，這是不?？吹摹Ｋ栽诖蠊β?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/LED路燈">LED路燈中，我們往往采用PWM的調(diào)光方法，以避免視在色溫的變化。另一方面，改變正向電流的模擬式調(diào)光也會(huì)使輸出電流的設(shè)定精度降低，這也是不?？吹?。
在PWM調(diào)光中，有一個(gè)很重要的指標(biāo)就是調(diào)光頻率。調(diào)光頻率要足夠高，以避免人眼感到閃爍，所以至少在200Hz以上。另一方面，調(diào)光頻率也不能過高，由于輸出電流從0增加到規(guī)定值有一個(gè)過程，也就是需要消耗一定時(shí)間，?？催@個(gè)時(shí)間占整個(gè)周期的比例越小越好，所以周期不能太小。否則會(huì)降低所能實(shí)現(xiàn)的對(duì)比度。
除此之外，還有升降壓型恒流源。但是這種恒流源比較多應(yīng)用在像汽車這類的輸進(jìn)電壓會(huì)在很大范圍內(nèi)波動(dòng)的場(chǎng)合，而很少應(yīng)用在太陽能LED路燈中。就不在這里介紹了。
結(jié)束語
太陽能LED路燈具有極好的市場(chǎng)遠(yuǎn)景，而且也是開發(fā)可再生能源的一種最佳途徑。然而從目前情況來看，大多數(shù)人都把目光集中在太陽能電池板，以及LED燈具上。而較少有人留意到恒流源和控制器的性能和開發(fā)這方面。而選擇高性能的LED恒流源不但可以進(jìn)步LED路燈的可靠性，而且具有PWM調(diào)光性能的恒流源和具有PWM調(diào)光輸出的控制器相配合，還可以大大減小所需的太陽能電池板的面積，這對(duì)于降低整個(gè)燈具的本錢，加速普及太陽能LED路燈具有極其重要的意義。?？此袕氖绿柲躄ED路燈的工作者都來重視這方面的工作，把我國(guó)的太陽能LED路燈進(jìn)步到國(guó)際的最先進(jìn)的水平上來！
評(píng)論