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恒流模塊的性能和特點
普通的穩壓電源是在負載變化時,輸出電壓不變。而恒流模塊是一種在輸入電壓變化時保持輸出電流恒定的一種電源。在使用前,必須了解它的各種特點。
1. 電流的設定:一般恒流模塊的輸出電流都可以在很大的范圍內根據用戶的要求來調節,只要簡單地改變一下輸出電流設定電阻就可以了。
2.類型:恒流模塊有升壓型、降壓型和升降壓型三種。選擇哪一種完全是由所要求的輸入電壓和輸出電壓之間的關系而決定的。但是如果從效率的觀點出發,那么就應該選擇降壓型。降壓型就是輸入的電壓比較高。所以輸入的電流就比較小,這樣由銅損所引起的損耗就比較小,而降壓型的恒流模塊通常有較高的效率。所以,也一定要把負載中串聯的LED數目盡量,以便能夠采用降壓型的恒流驅動模塊。
3. 輸入電壓和輸出電壓的關系
不管是升壓型還是降壓型恒流模塊,其升壓比或降壓比都是越接近1時效率越高。當然也不能等于1,而必須留出2-3V給恒流模塊消耗。而這完全是由路燈的整燈設計所決定的。所以在進行路燈的總體設計時就必須考慮這個因素來選擇電源電壓和負載串聯的LED個數。而不是設計好了再來要求恒流模塊必須提供多高的效率。
4.調光能力:恒流模塊通常都具有調光能力,而且這種調光能力并不是簡單地調節其輸出電流,而是采用一種稱之為脈寬調制(PWM)的調光,它利用了LED的快速開關能力和人眼的視覺殘留,使得看上去的亮度發生了變化。從而避免了因為調節電流而產生的色譜的變化。這種調光能力在路燈設計中是非常重要的,因為利用這種性能可以使路燈的亮度根據交通流量來變化,從而進一步實現了節能的目的。
下面我們分太陽能LED路燈和市電LED路燈兩種情況來討論。
三.太陽能路燈
太陽能LED路燈的特點就是它通常是由蓄電池供電的,而蓄電池有一些特點是需要考慮的:
3.1 蓄電池只有幾種規定的電壓,12V是常使用的,因為它是汽車電池的電壓。24V就需要用兩個串聯。36V就更少見了。為此,在太陽能LED路燈中經常需要采用升壓型的恒流驅動模塊。這就影響了恒流模塊的效率。
3.2在太陽能路燈中另一個需要考慮的問題是輸入電壓的變化 
對于恒流源的輸出功率和效率來說,要的效率就要保持輸入和輸出電壓的比值越接近1越好。但是如果輸入電壓不穩。那么就很難保持在效率的狀態。太陽能LED路燈通常采用蓄電池作為能量儲存單元。而蓄電池在剛充滿電和快放完電的時候電壓會有較大的變化。通常這種變化超過30%以上。例如對于12V的蓄電池,其輸出電壓可以在14.8V變化到10.8V。當然對于恒流模塊來說,這樣的變化是完全可以承受的。也就是完全可以在這樣大的變化范圍內保持其輸出電流的恒定。但是這也是有代價的,那就是不能工作于狀態。所謂狀態就是指效率的狀態。或是輸出功率的狀態。
對于恒流模塊來說,不管是升壓型還是降壓型,只有當輸出電壓接近輸入電壓的時候,效率。通常輸出電壓是由負載決定的,是很少變化的。所以當輸入電壓在一個范圍內變化時,它的效率也跟著變化。為了保證在壞情況下也能工作,就不能工作在狀態了!
例如對于SLM2842S升壓型恒流模塊,假如輸出功率為27瓦,那么升壓比越接近1,效率就越高!芯片的溫升就越低!壽命和可靠性也就越高(見圖1)。
圖1. SLM2842S在輸出功率為27.5W時,芯片表面溫度和升壓比的關系。
從圖中可以看出,芯片封裝也是很重要的,采用QFN的芯片封裝顯然好于采用TSSOP的芯片封裝,因為它的熱阻要低很多。所以在購買模塊時也要了解所采用芯片的封裝(盡可能采用QFN封裝的,盡量不要采用TSSOP封裝的)。