淺談LED照明和太陽(yáng)能充電的技術(shù)挑戰(zhàn)及解決方案

　　一般情況下，可以采用一個(gè)與電池板相串聯(lián)的肖特基二極管來(lái)解決電池板的泄漏問(wèn)題。反向泄漏被減小至一個(gè)很低的數(shù)值；然而，肖特基二極管的正向電壓降 （它在高電流條件下會(huì)消耗大量的功率） 仍然會(huì)造成能量損失。因此，需要采用昂貴的散熱器和精細(xì)的布局來(lái)把肖特基二極管保持于低溫狀態(tài)。解決該功率耗散問(wèn)題的一種更加有效方法是用一個(gè)基于 MOSFET的理想二極管來(lái)替代肖特基二極管。這將把正向電壓降減小到低至20mV，從而顯著地減少功耗，同時(shí)降低散熱布局的復(fù)雜性、外形尺寸和成本。幸運(yùn)的是，由于已經(jīng)有一些IC供應(yīng)商制造出了具有這種規(guī)格的理想二極管 （比如：由凌力爾特公司提供的LTC4412），因此上述目標(biāo)得以輕松實(shí)現(xiàn)。

　　不過(guò)，有兩個(gè)問(wèn)題依然存在，即：“至滿充電電池的浮動(dòng)電壓控制”和“在最佳發(fā)電點(diǎn)給電池板加載”。這些問(wèn)題常?？梢酝ㄟ^(guò)采用一個(gè)開關(guān)模式充電器和一個(gè)高效率降壓型穩(wěn)壓器來(lái)加以解決。

凌力爾特已經(jīng)開發(fā)出了這樣一款電路，它由LTC1625 No RESNSE（無(wú)檢測(cè)電阻器）同步降壓型控制器、LTC1541微功率運(yùn)算放大器、比較器和基準(zhǔn)、以及LTC4412理想二極管組成。下面給出了該電路以供參考：

　　圖1中的電路被置于太陽(yáng)能電池板和電池之間，用于調(diào)節(jié)電池浮動(dòng)電壓?；贚TC1541的附加控制環(huán)路強(qiáng)制充電器在最大電池板功率點(diǎn)上運(yùn)作。這種效率的提升縮減了所需的電池板尺寸，因而降低了總體解決方案的成本。當(dāng)電池板峰值電源電壓和電池電壓之間存在失配時(shí)，這款電路的重要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)得尤為突出。

　　圖1：峰值功率跟蹤降壓充電器最大限度地提高了效率

　　問(wèn)：Linear提供了哪些獨(dú)特的解決方案來(lái)解決以上設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)？

　　答：為了滿足LED驅(qū)動(dòng)以及太陽(yáng)能電池板電池充電器的設(shè)計(jì)需要，凌力爾特提供了各種各樣的產(chǎn)品。LT3595、LT3518和LT3755便是其中一些產(chǎn)品。

　　此類產(chǎn)品和LED驅(qū)動(dòng)器IC的一個(gè)實(shí)例是凌力爾特的LT3595降壓模式LED驅(qū)動(dòng)器，它具有16 個(gè)單獨(dú)的通道，每個(gè)通道能夠從高達(dá)45V的輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)由多達(dá)10個(gè)50mA LED所組成的LED串。每個(gè)通道可用于驅(qū)動(dòng)10個(gè)串聯(lián)LED以提供局部調(diào)光。于是，每個(gè)LT3595都能夠驅(qū)動(dòng)多達(dá)160個(gè)50mA白光LED.一臺(tái) 46英寸LCD TV將需要為每部HDTV配用約10個(gè)LT3595.它的16個(gè)通道均可以獨(dú)立控制，并具有一個(gè)能夠提供高達(dá)5000:1 PWM調(diào)光比的單獨(dú)PWM輸入。

　　每個(gè)通道只需要一個(gè)纖巧的片式電感器和一個(gè)甚至更加小巧的陶瓷輸出電容器。所需的其他元件僅為單個(gè)輸入電容器和電流設(shè)定電阻器 （圖2）。所有16個(gè)通道的箝位二極管、電源開關(guān)和具補(bǔ)償功能的控制邏輯電路都被壓縮在LT3595的相對(duì)較小56引腳、5mm x 9mm QFN封裝之內(nèi)。

　　圖2：一個(gè)從45V輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)160個(gè)白光LED的16通道LED驅(qū)動(dòng)器。PWM調(diào)光比為5000:1.

　　大多數(shù)電池供電型便攜式產(chǎn)品均具有一個(gè)或多個(gè)顯示屏，用于向用戶傳遞圖形信息。然而，TFT- LCD顯示屏 （甚至OLED屏） 的供電需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)師給予特別的關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)TFT-LCD屏的正確供電，一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器必需要能夠以正確上電和斷電排序來(lái)提供三個(gè)獨(dú)立的輸出電壓，即：AVDD、VON和VOFF.凌力爾特認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，并開發(fā)出了專門針對(duì)該用途的專用單片式DC/DC轉(zhuǎn)換器。最新推出的一款器件是我們的 LT3513.該轉(zhuǎn)換器具有5個(gè)獨(dú)立受控的穩(wěn)壓器，用于提供一個(gè)TFT-LCD屏內(nèi)部所有必要的電源軌。

　　其降壓型穩(wěn)壓器能夠?yàn)檫壿嬰娫窜壿斔透哌_(dá)1.2A的連續(xù)輸出電流?？梢岳肔DO控制器和一個(gè)外部 NPN MOSFET產(chǎn)生一個(gè)較低電壓輔助邏輯電源。一個(gè)高功率升壓