基于LM3423的太阳能LED路灯驱动器的设计

　　一、引言

　　太阳能是绿色能源中最重要的能源，是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源，其优点是极为丰富、洁净、安全、价廉，对生态平衡没有任何影响。太阳能LED 路灯不仅能利用清洁免费的太阳能以及高效环保的LED 给道路带来照明，而且同时可以减少温室气体排放，实现绿色照明的目的。利用太阳能和LED 光源制成各种新型太阳能路灯，相同照度情况下比不用LED 的太阳能路灯节约太阳能电池和蓄电池容量40% ,光源寿命增加10 倍，可靠性提高5 倍，系统成本降低40%以上，同时也解决了常规太阳能路灯系统用交流逆变不可靠、低温启动难、系统造价高等缺点。[1]传统太阳能路灯驱动器存在的问题是电池寿命短，升压转换器没有任何防止短路出现的保护装置，必须加设输入保险丝提供保护，以免出现短路。采用NI(美国国家半导体)公司的LM3423 芯片，设计适用用于12/24V 电池输入的太阳能LED 路灯驱动器，能够有效解决传统方式所存在的问题。提高社会经济效益。

　　二、传统升压驱动器存在的问题

　　1.太阳能LED 路灯的电源系统结构

图1 太阳能路灯电源系统结构

　　太阳能LED 路灯的结构如图1 所示。太阳能电池板在太阳光的照射下，其内部PN 结会形成新的电子空穴对，在一个回路里就能产生直流电流，这个电流流入控制器，会以某种方式给蓄电池充电。蓄电池在白天的时候会接受充电，而在晚上则会提供能量给LED.

　　太阳能路灯采用升压工作方式，这样可以减少系统中LED 驱动器的数目，节约系统成本。升压结构使得LED 串联的数目不再受限于IC的耐压，而是由MOS 来决定，因而可以串联较多的LED.由于大多数的太阳能电池的输出电压都不高，因此太阳能路灯较适合使用升压结构。

　　而选用电流模式的恒流设计，可以让输出电流不受输入电压变化的影响，在电池满载以及快没电时，都能让路灯维持相同的亮度。

　　2.传统升压驱动存在的问题

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。