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LED路灯设计时如何选择恒流模块

发布时间:2014-9-19 14:18:37    浏览:1553

  太阳能路灯


  LED太阳能路灯的最大特点即是它一般是由蓄电池供电的,而蓄电池有一些特点是需求思考的:


  1电池只有几种规定的电压,12V是最常使用的,由于它是汽车电池的标准电压。24V就需求用两个串联。36V就更少见了。为此,在太阳能LED路灯中经常需求选用升压型的恒流驱动模块。这就影响了恒流模块的功率。


  2太阳能路灯中另一个需求思考的问题是输入电压的改动。


  关于恒流源的输出功率和功率来说,要得到最高的功率就要保持输入和输出电压的比值越挨近1越好。可是如果输入电压不稳。那么就很难保持在最高功率的最佳状况。太阳能LED路灯体系一般选用蓄电池作为能量储存单元。而蓄电池在刚充满电和快放完电的时候电压会有较大的改动。一般这种改动超过30%以上。例如关于12V的蓄电池,其输出电压能够在14.8V改动到10.8V。当然关于恒流模块来说,这样的改动是完全能够承受的。也即是完全能够在这样大的改动规模内保持其输出电流的恒定。可是这也是有代价的,那即是不能工作于最佳状况。所谓最佳状况即是指功率最高的状况。或是输出功率最高的状况。


  关于恒流模块来说,不管是升压型还是降压型,只有当输出电压最挨近输入电压的时候,功率最高。一般输出电压是由负载决定的,是很少改动的。所以当输入电压在一个规模内改动时,它的功率也跟着改动。为了保证在最坏情况下也能工作,就不能工作在最佳状况了!


  关于SLM2842S升压型恒流模块,假如输出功率为27瓦,那么升压比越挨近1,功率就越高!芯片的温升就越低!寿命和可靠性也就越高(见图1)。




  从图中能够看出,芯片封装也是很重要的,选用QFN的芯片封装显然好于选用TSSOP的芯片封装,由于它的热阻要低很多。所以在购买模块时也要了解所选用芯片的封装(尽可能选用QFN封装的,尽量不要选用TSSOP封装的)。


  除了要思考外壳温度以外,还要思考最大输入电流。由于SLM2842的最大输入电流为3A。在计算最大输入电流时,要思考恒流模块自身的功率。现在假定是90%,一起假定输出功率是32W,除以0.9即是35.5W,而当输入电压为14.8V时,输入电流为2.4A,没有超出允许的3A;可是当蓄电池电压降低至10.8V时,输入电流就达到3.28A,这就超出了3A,芯片就会自动停止工作。所以假如不思考蓄电池的电压改动是很危险的设计!


  那么是不是能够选用2个蓄电池串联呢?在这里也是不行的,由于这样的话,输入电压刚好和输出电压相同,都是在24V左右。这时候就必须选用升降压型的SLM2842SJ。


  升降压型的恒流模块的特点是不论输入电压如何改动,使得其低于或高于输出电压时,其输出电流都不变。也即是说它能够自动地根据输入电压和输出电压之间的联系自动地从升压变为降压。例如,升降压恒流模块SLM2842SJ能够在输出电流为1A,输出电压为13V时,输入电压从7.5V一直升至25V都能保持输出电流为恒定的1A。那么是不是所有情况下都尽可能选用升降压型呢?不是这样的,由于升降压型的输出功率比较小,并且它的功率低,价钱贵,不是必要情况下尽量少用。


  那能不能用三个蓄电池串联,而选用降压型的恒流模块呢?理论上是能够的,这时候还能够得到更高的功率,可是由于三个蓄电池串联有可能会用了过大的容量(安时),并且增加了本钱,增加了维护时更换蓄电池的几率。总体上是不合算的。


  所以关于太阳能LED路灯的设计,能够归纳如下:




  如上所述,3个蓄电池串联是不建议使用的,所以假如总功率大于60W,那时候太阳能电池板的尺寸也会过大而抗风力降低,所以建议选用可调光控制器,以尽量减少亮灯时间和亮度。这样能够节约大约40-50%的容量。这样,仍然能够选用2个12V蓄电池串联的方案。


  市电LED路灯


  在市电的情况下最好先用恒压电源稳压然后再选用多个恒流模块恒流。这样做的最大好处即是能够在各种不同的LED衔接架构下得到最高的功率。由于能够任意选择恒压源的输出电压而达到最佳的匹配。并且灵活性高,很简单改动其组合。


  市电的恒压源是一种十分成熟的产品,它一般具有如下的长处:


  1. 输入电压规模宽,能够适用于各国不同的电压规格。


  2. 功率高,一般能够做到90%以上。


  3. 功率因素高,一般能够做到0.99以上


  4. 具有防浪涌措施,可抗雷击4kv以上,能够维护后面的电路。


  5. 具备完善的过流,过压,短路,过功率维护功能


  6. 本钱低


  7. 最大的长处是很简单选择其输出电压以便和负载电压挨近然后得到最高的功率


  下面就来举一个例子:


  这是一个LED功率为112W的路灯,LED模块分为4组,每组为7串4并,28W。


  我们选用了香港炜达电子公司的150W,输出28V的市电稳压电源VP28SA150U,其总体框图如图2所示:





  由于负载是7串4并。其电压为23-24V左右,所以选用了输出为28V的开关电源,这样就能够选用降压型的恒流源。并且由于其输出电压十分挨近输入电压,然后能够实现很高的功率。实测的结果为从输入到输出的总功率为90.9%,功率因素为0.996。


  这种恒压和恒流分开的方案的最大长处是能够插入程序调光体系。这样能够进一步节约电能40%以上,这是任何直接恒流输出方案所无法实现的。


  并且这种方案又能够配合各种不同的LED衔接架构。例如假定LED为10串3并。那么只要把上面图中的稳压源的输出改为36V,其他一切都不变就能够了。这时恒流源自身的功率能够高达98%。



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