基于PAM2842的LED照明系统 [2]

图5：在不同环境温度时LED的伏安特性。

　　LED的温度系数通常为负的，也就是当温度升高时，伏安特性向左移动，该值约为-2mV/℃，那么当环境温度从20度上升到70度时，正向电压就会降低0.1V，正向电流会降低约100mA。当温度变化时，由于正向电流减小，LED的发光光谱也会发生变化。通常是向波长长的方向漂移，大约每升高10oC漂移1nm。因此，一定要保持正向电流恒定。

　　必须采用一个集成电路来控制LED的电流，使其无论在电池电压降低或是环境温度升高时都能保持电流恒定。PAM2842就是这样一种芯片，它能够以12V或24V的输入电源电压驱动10颗串联的3W LED。最高输出电压可达40V，最大输出电流可达1.75A，但总输出功率不能大于30W。应用电路如图6所示。

　　LED的电流由串联的采样电阻决定，PAM2842要求其反馈电压为0.1V，串联电阻的阻值就可以根据所要求的正向电流来设定。假设对3W的LED要求其正向电流为700mA，则其阻值为0.142Ω，损耗为0.07W，对效率的影响基本上可以忽略不计。二极管必须采用低压降、大电流的肖特基二极管，以减小功耗。电感需要采用高饱和电流、低DCR的电感。此外，PAM2842的工作频率可以有三种选择：500kHz、1MHz、1.6MHz。为降低其开关损耗，建议选择500kHz开关频率。此时可以把Fsel端接地。PAM2842具有很好的恒流特性，当输入电压从12V降至10V时，LED中电流的变化还不到3％，这样就可以保证LED的亮度基本不变。芯片内部具有过压保护电路(OVP)，如果出现一个LED开路，芯片的升压会被限制而不至于过高，保护芯片本身不至于损坏。但由于所有LED为串联，如果一颗LED开路，必然会导致所有LED不亮。但是，假如有一颗LED短路，这时候，由于有恒流环控制，所以芯片会自动降低其输出电压，而保持流过LED的电流不变，因此不影响其它LED的工作。

图6：PAM2842的实际应用电路。

　　　由于PAM2842是作为升压芯片来使用的，因此在要求的升压比较高时，它的效率较低。例如，假设输入电压为24V，升压至40V，其效率可达95％以上。而如果输入电压为12V，仍然要求升压至40V，这时其效率就只有91％左右。因为大多数太阳能路灯系统所采用的蓄电池是12V的，为了在12V时还能获得95％的效率，可以把10颗LED二极管分成两串，每串为5颗LED串联，这样就只要求升压至不到20V，可以将效率提高至95％。而且如果一个LED开路，至多影响一串5个LED，而不会影响另一串5个LED的工作。这时，两串LED共用一个LED电流采样电阻，由于电流增加一倍变成1.4A，所以电流采样电阻阻值也应当减小一倍，变成0.07欧姆。或者只将其中一串LED的电流进行采样，而另一串LED直接接地，这样就只能对其中一串的LED电流进行恒流控制。上述两种方法各有优缺点。两串并联时，所控制的是两串电流之和。因此，如果两串的LED伏安特性有区别时，这两串LED的电流就会有所不同。除了电流采样电阻，限压电阻R3和R4的值也需要作相应的调整。只要根据V_out=1.2*(1+R3/R4)的公式加以调整就可以。

　　　

图7：两串10个1W的LED相并联。