输出电压Vo:36-39.6V

输出电流Io:0.24A(恒定电流值)

工作频率f:45kHz

当以12v蓄电池供电时:

电压变比M:3-3.3

占空比D:0.667-0.697

当以24v蓄电池供电时:

电压变比M:1.5~1.65

占空比D:0.333~0.394

调试时,只需调节可调电阻R2便可实现恒定的电流目标值,占空比会由控制器自行调整。Boost电路中的电容大小决定了负载电压纹波大小,具体电容值可根据设计需要自行选取。电路中的电感值决定了电流纹波,为了便于系统参数的设计,通常都是设计系统工作于电流连续模式。本系统考虑在极端情况下,调光至10mA电感电流仍然连续,取值如下:

考虑一定的裕量,最终选取电感量为1.5mH.如果电感量选取过小,易导致当负载功率较大时,设计电路输出功率不足,无法使负载正常工作。

1.3恒流控制

实际上,变换器的输出电流不是完全恒定不变的,而是具有一定的纹波,如图5所示。MOS管开通时输出电流上升,关断时下降。这里的控制策略就是当输出电流达到设定上限时,将MOS管关断,使得电流下降,直到下一个LTC3783控制器内部的触发脉冲(频率即为45kHz)到来时产生驱动信号将它再次开启。具体所设置的电流可通过调节可调电阻实现。

由于直接对输出电流进行采样形成反馈,所以不论LED的V-I特性发生什么变化,都能由反馈形成调整,维持输出电流不变。

基于一种蓄电池对LED供电的照明系统设计

图5控制策略的示意图

2实验结果

图6(a)中的上波形是输出电压,下波形是开关管驱动波形,图6(b)是与之相对应的采样电阻输出电压波形,该波形中的尖刺是寄生电感和电容等引起的噪声。图6中两组波形是以12V蓄电池供电,以一个8串、每串20颗LED的阵列为负载的实验波形。

基于一种蓄电池对LED供电的照明系统设计

图6变换器的输出波形

从图6(a)中所测得的数据,可以算出占空比为:

与前面计算的理论值:占空比D:O.800~0.818相吻合。经实验,12V蓄电池供电下,以一个12串、每串12颗LED的阵列为负载,和以端电压为24V蓄电池对以上两种LED阵列进行供电时,占空比均与前面的理论分析值一致,并且能稳定地工作。

因此证明了本系统对于大功率范围内的LED阵列,使用端电压范围从6-36V的蓄电池均能正常工作。而且,在对产品进行维护--需要更换LED或需要更换蓄电池时,只要满足上述要求,无需更换电路模块,系统就能正常并稳定地工作。