恒流驱动源研究及在太阳能LED路灯中的应用

量输出电流值，这是靠一个和LED串联的小电阻来测量的。这个电阻上的电压就和一个参考电压相比较，比较所得出的误差信号就送去控制器用以改变PWM信号的工作比，这样就实现了一个闭环自动控制，以控制其输出电流为恒定。

在选用这类升压型恒流源时，有几个问题需要注意的。

1. 恒流特性要好

图12表示一个SLM2842S的恒流特性曲线。检测电阻放在高端比方在低端更为好点。

图12. SLM2842S的恒流特性

2. 升压比要尽可能小，或者说输入电压要尽可能高，一般来说，升压比越小效率越高。下面图13是当输出电流为0.7A输出功率为30瓦时，SLM2842S的效率和输入电压的关系。

图13. 当输出电流为0.7A输出功率为30W时，SLM2842S的效率和输入电压的关系

由图中可见，如果采用12V的蓄电池，它的效率就只有90%左右，而如果改用24V的蓄电池，它的效率就可以达到94%。这就可以减少芯片的功耗，降低芯片的温度，提高芯片的可靠性。

3. 检测电阻要尽可能小，以免在上面消耗功率。实际上这也就意味着其内部的参考电压要尽可能低。这对于芯片设计者来说有一定的难度。如果这个参考电压在0.1伏左右，就是一个相当好的一个芯片了，这时，外部的检测电阻就可以用一个很小值了，也就意味着整个系统具有很高的效率。

(二) 降压型恒流源

降压型恒流源的基本工作原理和升压型是差不多的。其基本原理图如图14所示。

图14. 降压型恒流源的基本原理图

通常储能电感是和LED串联，开关导通时，电感储能；开关断开时电感通过二极管继续有电流流通。由于输出电压是输入电压减去电感电压，所以是降压型。LED中的电流经过检测电阻测量以后反馈回控制器。来控制PWM的工作比，以实现恒流的控制。

降压型恒流源的缺点是要求输入电压高于输出电压，而太阳能LED路灯中所采用的蓄电池往往是12V，顶多是24V。而路灯中的LED通常是10个串联，其所要求的总输出电压往往在33V-36V左右，因此较难采用降压型的恒流源。而降压型恒流源的优点是效率高。因为输入电压高于输出电压，所以输入电流小于输出电流。电流小有助于减小电阻性损耗。图15表明一个降压型恒流源在输入电压固定在35V，输出电流固定在2A时，其效率和输出电压的关系曲线。

图15. 降压型恒流源的效率和输出电压的关系曲线

从图中可以看出，当输出电压为30V时，其效率高达98%。这种恒流源的恒流特性也很好（图16）。

图16. SLM2862J的恒流特性

其实，这种降压型恒流源也可以用在交流电的LED路灯中，只要在前面加一个输出为36V的恒压电源，就可以驱动60瓦（1瓦LED10串6并）的LED，而且效率高达98%。

（三） 带PWM调光的恒流源

对于人眼来说，很难察觉到红、绿或蓝LED中几纳米波长的变化，特别是在光强也在变化的时候。但是白光的颜色温度变化是很容易检测的。而采用改变正向电流的方法来调光就很容易使人眼感觉到色温的变化，这是不希望的。所以在大功率LED路灯中，我们往往采用PWM的调光方法，以避免视在色温的变化。另一方面，改变正向电流的模拟式调光也会使输出电流的设定精度降低，这也是不希望的。

在PWM调光中，有一个很重要的指标就是调光频率。调光频率要足够高，以避免人眼感到闪烁，所以至少在200Hz以上。另一方面，调光频率也不能过高，因为输出电流从0增加到规定值有一个过程，也就是需要消耗一定时间，希望这个时间占整个周期的比例越小越好，所以周期不能太小。否则会降低所能实现的对比度。

除此之外，还有升降压型恒流源。但是这种恒流源比较多应用在像汽车这类的输入电压会在很大范围内波动的场合，而很少应用在太阳能LED路灯中。就不在这里介绍了。结束语

太阳能LED路灯具有极好的市场前景，而且也是开发可再生能源的一种最佳途径。然而从目前情况来看，大多数人都把目光集中在太阳能电池板，以及LED灯具上。而较少有人注意到恒流源和控制器的性能和开发这方面。而选择高性能的LED恒流源不但可以提高LED路灯的可靠性，而且具有PWM调光性能的恒流源和具有PWM调光输出的控制器相配合，还可以大大减小所需的太阳能电池板的面积，这对于降低整个灯具的成本，加速普及太阳能LED路灯具有极其重要的意义。希望所有从事太阳能LED路灯的工作者都来重视这方面的工作，把我国的太阳能LED路灯提高到国际的最先进的水平上来！