LM3423實(shí)現太陽(yáng)能LED路燈驅動(dòng)器

　　一、引言

　　傳統太陽(yáng)能路燈驅動(dòng)器存在的問(wèn)題是電池壽命短，升壓轉換器沒(méi)有任何防止短路出現的保護裝置，必須加設輸入保險絲提供保護，以免出現短路。采用NI(美國國家半導體)公司的LM3423 芯片，設計適用用于12/24V 電池輸入的太陽(yáng)能LED 路燈驅動(dòng)器，能夠有效解決傳統方式所存在的問(wèn)題。提高社會(huì )經(jīng)濟效益。

　　二、傳統升壓驅動(dòng)器存在的問(wèn)題

　　1.太陽(yáng)能LED 路燈的電源系統結構

　　圖1 太陽(yáng)能路燈電源系統結構

　　太陽(yáng)能LED 路燈的結構如圖1 所示。太陽(yáng)能電池板在太陽(yáng)光的照射下，其內部PN 結會(huì )形成新的電子空穴對，在一個(gè)回路里就能產(chǎn)生直流電流，這個(gè)電流流入控制器，會(huì )以某種方式給蓄電池充電。蓄電池在白天的時(shí)候會(huì )接受充電，而在晚上則會(huì )提供能量給LED.

　　太陽(yáng)能路燈采用升壓工作方式，這樣可以減少系統中LED 驅動(dòng)器的數目，節約系統成本。升壓結構使得LED 串聯(lián)的數目不再受限于IC的耐壓，而是由MOS 來(lái)決定，因而可以串聯(lián)較多的LED.由于大多數的太陽(yáng)能電池的輸出電壓都不高，因此太陽(yáng)能路燈較適合使用升壓結構。

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

　　2.傳統升壓驅動(dòng)存在的問(wèn)題

　　圖2 傳統升壓驅動(dòng)電路

　　(1)電池使用壽命短：圖2 中，即使關(guān)斷升壓轉換器主開(kāi)關(guān)，Vin 與Vout 之間仍會(huì )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(huì )縮短電池的使用壽命。

　　(2)無(wú)短路保護裝置：圖2 中，當出現輸出端短路時(shí)，電流經(jīng)過(guò)電感器，整流器和地，僅僅受到印刷電路板跡線(xiàn)電阻、整流器寄生電阻和電感器DCR 電阻的限制，沒(méi)有其他任何保護措施，即使主開(kāi)關(guān)關(guān)斷，也照樣存在這個(gè)問(wèn)題。因此必須加設輸入保險絲提供保護，以免出現短路。

　　三、適用于太陽(yáng)能路燈的LM3423 升壓驅動(dòng)電路的設計

　　1.LM3423 芯片功能介紹

　　美國國家半導體研發(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調光;內部基準電壓50mV- 1.25V;工作頻率最大可達到1MHZ;內部驅動(dòng)能力750mA,超低電流停機小于2uA.可以用來(lái)配置升壓、浮動(dòng)降壓、浮動(dòng)降壓/ 升壓和SEPIC 拓撲結構中低側外部MOSFET 的控制器[2];使用峰值電流模式控制器和預測性關(guān)閉時(shí)間設計來(lái)調節LED 電流，峰值電流模式控制器與預測性關(guān)閉時(shí)間設計的組合簡(jiǎn)化了回路補償設計，同時(shí)提供內在的輸入電壓前饋補償;設有用于控制外部調光FET 和系統"零電流"關(guān)閉特點(diǎn)的集成驅動(dòng)器;并且具有LED 狀態(tài)輸出標記、故障標記、可編程故障計時(shí)器和邏輯針腳，用于控制調光驅動(dòng)器的極性。

2.避免漏電流存在

　　利用LM3423 設計升壓LED 驅動(dòng)器電路如圖3 所示。圖3 中，當EN 引腳命令升壓轉換器失效之后，主開(kāi)關(guān)，nDIMFET 引腳和FLT 引腳會(huì )被關(guān)閉，從Vin 流入的電流就會(huì )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(shí)的升壓轉換器已經(jīng)失效。由于漏電流不再存在，停機時(shí)蓄電池可以達到充飽狀態(tài)，這樣可以有效延長(cháng)電池使用壽命。

　　圖3 LM3423 升壓LED 驅動(dòng)電路

　　3.提供LED 短路保護