2.传统升压驱动存在的问题

太阳能LED路灯的电源系统设计

图2 传统升压驱动电路

(1)电池使用寿命短:图2 中,即使关断升压转换器主开关,Vin 与Vout 之间仍会形成一条电流泄露路径,如果在输出端接有任何负载,其中泄露电流Ileak 接近于Vin/Rload,那么漏电流的存在使的蓄电池一直处于工作状态,这样将会缩短电池的使用寿命。

(2)无短路保护装置:图2 中,当出现输出端短路时,电流经过电感器,整流器和地,仅仅受到印刷电路板迹线电阻、整流器寄生电阻和电感器DCR 电阻的限制,没有其他任何保护措施,即使主开关关断,也照样存在这个问题。因此必须加设输入保险丝提供保护,以免出现短路。

三、适用于太阳能路灯的LM3423 升压驱动电路的设计

1.LM3423 芯片功能介绍

美国国家半导体研发的LM3423 芯片输入电压范围在4.5V 到75V之间,适用于极宽的输入电压范围;50KHZ 的快速PWM调光;内部基准电压50mV- 1.25V;工作频率最大可达到1MHZ;内部驱动能力750mA,超低电流停机小于2uA.可以用来配置升压、浮动降压、浮动降压/ 升压和SEPIC 拓扑结构中低侧外部MOSFET 的控制器[2];使用峰值电流模式控制器和预测性关闭时间设计来调节LED 电流,峰值电流模式控制器与预测性关闭时间设计的组合简化了回路补偿设计,同时提供内在的输入电压前馈补偿;设有用于控制外部调光FET 和系统“零电流”关闭特点的集成驱动器;并且具有LED 状态输出标记、故障标记、可编程故障计时器和逻辑针脚,用于控制调光驱动器的极性。

2.避免漏电流存在

利用LM3423 设计升压LED 驱动器电路如图3 所示。图3 中,当EN 引脚命令升压转换器失效之后,主开关,nDIMFET 引脚和FLT 引脚会被关闭,从Vin 流入的电流就会趋近与零,有效避免任何漏电流流入串联一起的LED,因为此时的升压转换器已经失效。由于漏电流不再存在,停机时蓄电池可以达到充饱状态,这样可以有效延长电池使用寿命。

太阳能LED路灯的电源系统设计

图3 LM3423 升压LED 驱动电路

3.提供LED 短路保护

图3 中,如果串联LED 与接地连接,形成短路,由FLT 引脚负责驱动的输入端P- FET(图3 中的Q1)会随即被关闭,令输入路径成为开路,这样不需要外加保险丝就能够简单实现LED 短路保护。

四、结论

基于美国国家半导体公司LM3423 芯片设计的太阳能LED 路灯驱动器,能够有效延长电池使用寿命,提供可靠的短路保护措施,经测试,升压效益也有了很大提高。随着太阳能的普遍应用,太阳能LED 路灯的不断完善,性价比的不断提高,太阳能LED 将会普遍应用于城乡道路照明系统,为社会提供环保经济的资源。