摘要：LED路灯在城市道路照明和夜间景观照明工程中得到了广泛使用，由于LED受温度和驱动电路质量好坏的影响极大，严重影响日常安全运行和维护管理工作。本文介绍了基于SLM2842S/J的太阳能LED路灯驱动电路的恒流特性、典型电路及其保护措施和主要技术参数介绍。
关键字：SLM2842S/J LED路灯 驱动电路
SLM2842主要用于当输入电压低于输出电压的场合，例如各种太阳能灯具。SLM2842S适用于12V或24V的电源电压，驱动10只串联的3W LED。它的最高输出电压可以达到40V，而最大输出电流可以达到2.1A。而且在5～28V输入电压范围内，能保持LED的电流不变。SLM2842S恒流特性如图1，其输出电流可以在输入电压从8～28V范围内（变化达3.5倍）都能保持不变。
当输入电压从28V降低到8V时，LED中的电流只变化不到3%。这样就可以保证LED的亮度基本上不变。其实际应用电路如图2。
LED的电流值是由和LED串联的采样电阻RsL1和RsL2或者RsH1和RsH2来决定，这两组采样电阻只需要用一组。虽然低端的恒流特性略为差一点，但是工作于升压时，大多采用低端采样，这是因为电阻的一端可以接地，焊接比较方便。采用两个电阻并联是因为通常这个电阻的阻值很小，两个并联比较容易得到所需的阻值。芯片SLM2842要求其反馈电压为0.1V，串联电阻的阻值就可以根据所需要的正向电流来设定。假如对3W的LED要求其正向电流为700mA，则其阻值就是0.142Ω.其损耗为0.07W，对效率的影响基本上可以忽略不计。
SLM2842的工作频率可以由电阻R1和RT1来选择，为了降低其开关损耗，应选择200KHz开关频率。此时R1和RT1的并联值大约为180KΩ。
芯片内部具有过压保护电路（OVP），所以假如有一个LED开路，芯片的升压会被限制住不至于过高，保护芯片本身不至于损坏。SLM2842与各种LED连接方法有：
（1）10只3W LED串联。所有的LED串联的最大优点就是能够保证每只LED流过的电流一样，而和它的正向电流无关。所有的LED串联的最大缺点就是只要有一只LED开路，就是导致所有的LED不亮。但是，假如有一只LED短路，这时由于有恒流控制。芯片会自动降低其输出电压，而保持流过LED的电流不变，因此不影响其他LED的工作。
（2）5只3W LED串联，再把两串LED并联。SLM2842作为升压芯片来应用的，若要求升压比比较高，其效率就比较低。例如，假如输出电压时24V，升压至40V，其效率可达95%以上。而假如输入电压为12V，仍然要求升压至40V，这时其效率就只有91%左右。为了在12V时还能得到95%的效率，可以把10LED分成两串，每一串为5只LED串联，这样就只要求升压至20V以下，可以提高效率至95% 。而且如果一只LED开路，顶多影响一串5只LED，而不至于影响另一串5只LED的工作。这时两串LED共用一个LED电流采样阻值，因为电流增加一倍，变成1.4A，所以电流采样电阻阻值也应当减小一倍，变成0.07Ω。或只将其中的一串LED的电流进行采样，而另一串的LED就直接接地，这样就只能对其中一串的LED电流进行恒流控制。这两种做法各有优缺点。两串并联时，所控制的是两串电流之和。所以，假如两串的LED伏安特性有所区别时，这两串的LED的电流就会有所不同。除了电流采样电阻以外，限压电阻R3和R4的值也需要作相应的调整。只要根据Vout=1.2×（1+R3/R4）的公式加以调整就可以。
（3）其他的各种LED连接结构。因为1W的LED的技术比较成熟，散热也容易处理。可利用SLM2842来驱动2串10只1W的LED。总的输出功率大约是23W。只是对于1W的LED，它的驱动电流是350mA，所以两串并联以后的总电流仍然是0.7A，和一串10只3W的LED情况一样，采用电阻仍然是0.142Ω。虽然也可以驱动3串，每串10只1W的LED，但是这时的总功率就超过30W，因为1W的LED电流为350mA电压为3.3V，其功率就是1.16W。30只就是34.65W。如果输入电压为12V，升压至40V，效率就会低于90%，要有3.5W的功率耗散。只有当输入电压为24V时，其效率高于95%时，才可以考虑采用3串10只1W的LED。当然，若输入电压为12V，也可以连成4串，每串5只1W的LED，总数为20只，甚至是连成5串，每串5个1W的LED。以减少由于某一串中的LED开路，所引起不亮的LED的个数。这时采样电阻就要根据电流值来调整。各种不同结构所对应的电流采样电阻和输出限压电阻的值详见表1。
表1中给出了实测的芯片表面温度，对于大功率芯片来说，散热是一个很重要的问题。首先需要掌握有多少热量需要耗散。这是由其输出功率和效率决定的。输出功率越大、效率越低，需要耗散的功率也越大。另一个问题是芯片能够耗散多少功率。这是由环境温度和芯片结到环境的热阻θja为18.1℃/W，而TSSOP-201W的LED的θja为66.25℃/W，其中的表面温度是指在室温为25℃时的温度。如果环境温度要高于25℃，那么芯片的表面温度和结温就会按比例升高。芯片的效率主要由所要求的升压比所决定。在不同的升压比时，由于其效率不同，因而其表面温度不同。选用哪一种结构由很多因素决定。首先是电源电压，如果是24V，那么就只能选用10只串联的结构。如果是12V，就可以有两种选择，可以是5只一串，也可以是10只一串。5只一串的效率会比较高。
参考文献：
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