我们知道所有的LED都必须采用恒流源供电,但是目前很多路灯制造商大多是在LED模块已经设计好的情况下再来寻找合适的恒流模块。殊不知这种设计方法是会遇到问题的,至少使得这种设计不是最佳的。有可能还会要重新设计LED模块。
从图中可以看出,芯片封装也是很重要的,采用QFN的芯片封装显然好于采用TSSOP的芯片封装,因为它的热阻要低很多。所以在购买模块时也要了解所采用芯片的封装(尽可能采用QFN封装的,尽量不要采用TSSOP封装的)。
现在举一个具体的例子来说明:假如太阳能LED路灯采用的是12V蓄电池,负载是8串3并1W的LED,那么在输出端负载的电压大致是26.4V,电流是1.05A,输出功率为27.7W。而假如采用12V蓄电池,在电压最高的时候是14.8V,升压比就是1.78,那时候不用散热器用QFN封装时外壳温度大约是60度。还可以接受,但是当蓄电池电压降低至10.8V时,升压比就变成2.44倍,这时候外壳温度就会升高到70度以上,而假如采用的是TSSOP封装,那么外壳温度更会上升至85度左右,就是不能允许的了!
除了要考虑外壳温度以外,还要考虑最大输入电流。因为SLM2842的最大输入电流为3A。在计算最大输入电流时,要考虑恒流模块本身的效率。现在假定是90%,同时假定输出功率是32W,除以0.9就是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。
所以假如不考虑蓄电池的电压变化是很危险的设计!
那么是不是可以采用2个蓄电池串联呢?在这里也是不行的,因为这样的话,输入电压刚好和输出电压相同,都是在24V左右。这时候就必须采用升降压型的SLM2842SJ。
升降压型的恒流模块的特点是不论输入电压如何变化,使得其低于或高于输出电压时,其输出电流都不变。也就是说它可以自动地根据输入电压和输出电压之间的关系自动地从升压变为降压。例如,升降压恒流模块SLM2842SJ可以在输出电流为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采用升降压型呢?不是这样的,因为升降压型的输出功率比较小,而且它的效率低,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,而采用降压型的恒流模块呢?理论上是可以的,这时候还可以得到更高的效率,但是因为三个蓄电池串联有可能会用了过大的容量(安时),而且增加了成本,增加了维护时更换蓄电池的几率。总体上是不合算的。
所以对于太阳能LED路灯的设计,可以归纳如下:
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,所以建议采用可调光控制器,以尽量减少亮灯时间和亮度。这样可以节约大约40-50%的容量。这样,仍然可以采用2个12V蓄电池串联的方案。
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