如前所述，在太陽能街道照明系統的光源方面，LED正在取代傳統的熒光燈和高強度氣體放電燈(HID)。HID包括金屬鹵化物燈(簡稱“金鹵燈”)、高/低壓鈉燈和水銀蒸氣燈等多種類型，其中，憑借著相對較高的發光效率，金屬鹵化物燈應用得更為普遍。
如今，隨著LED性能的快速提升，它在替代金鹵燈方面顯示出了更大潛力，要提供同等的光輸出，所使用的LED數量將會更少，從而提供LED的經濟適用性。以100 W金鹵燈為例，其平均光輸出流明數為3,500流明(lm)，這功率等級所需要采用的LED數量在2007年是30個;預計到2012年，數量會減少到20個!所以LED將具有越來越大的經濟適用優勢。
為了因應LED性能快速提升的趨勢，并維持設計在較長時期內的適用性，必須采用一些實用的設計策略，如模塊化替代、使用壽命周期分析和物料清單(BOM)成本降低等。
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圖3:通過模塊化LED途徑替代金鹵燈
首先，在模塊化途徑替代金鹵燈光源方面，可使每個LED光條采用固定數量的LED.隨著LED在光輸出等方面性能的持續提升，要提供相同的總光能輸出，就可以使用更少的LED光條，從而降低需要使用的LED的成本，參見圖3.
其次，在設計過程中，要有效地利用LED使用壽命周期分析，從而提前預知可能的后果。例如，在采用目前市場上性能最高的LED進行原型設計方面，雖然相關的成本較為高昂，但隨著LED性能的提升及價格的下降，這種方式能夠締造出在未來較長時期內具有更高競爭力和更長使用壽命的產品。此外，隨著LED性能的提升及由此帶來的單個設計用量減少，在LED驅動器設計方面也需要更好地規劃相關的靈活性，做到相應的BOM成本降低。
以一個典型的太陽能街燈LED驅動設計為例，我們可以定出這樣的目標：初始光輸出為4,200 lm;光能效適用，采用單層光學器件;采用+12 V電池工作。
與此相應，假定所使用的LED規范如下：
輸出：典型100 lm @ 350 mA @ 結溫度(Tj)=25℃
驅動電流：350 mA
最高環境溫度：40℃
驅動器損耗：10% (目標能效90%)
這樣一來，我們就首先需要估計LED數量及總功率。由于Tj=25℃時LED光輸出為100 lm,而Tj升高時LED光輸出會降低;Tj為90℃時，LED光輸出會下降20%,即輸出降為80 lm.由于光器件的光學損耗為12%,所以每個LED的光輸出就為約71 lm.由于需要的總光能輸出為4,200 lm,所以計算出的所需LED數量為約60個。相應的，總輸出功率為：3.6 V(LED工作電壓)×0.350 A(輸出電流)×60(LED數量)=76 W.由于驅動器的員耗約為15%,所以燈具總功率約為89 W.
而在拓撲結構方面，需要采用恒流架構來進行驅動。此外，需要能夠根據不同LED數量來調節LED輸出電流、滿足較高能效要求、系統途徑具有高性價比及易于實現。
針對上述設計要求，可以采用安森美半導體的穩壓器NCP3066來實現驅動解決方案。NCP3066是一款高亮度LED恒流降壓穩壓器，帶專用“啟用”引腳用于實現低待機能耗，具有平均電流感測功能(電流精度與LED正向電壓無關)，提供0.2 V電壓參考，適合小尺寸/低成本感測電阻。該器件采用滯環控制，不需要環路補償，易于設計。需要指出的是，NCP3066也可用作PWM控制器，如可采用100 V外部N溝道FET來進行升壓。針對4至30 W功率的不同應用，可提供不同MOSFET選擇。
在設計途徑上，我們進行模塊化設計，即采用8個LED光條，每個光條含1個驅動器電路及8個LED.這樣LED總數即為64個，接近所要求的60個LED數量，可以提供所要求的功率及光輸出，并具有極高的能效，參見圖4。
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圖4:NCP3066驅動8個CREE XRE LED時的輸出電流與輸入電壓曲線圖。
總結：
本文探討了如何利用安森美半導體的CS51221充電控制器，并結合最大峰值功率追蹤(MPPT)功能來最大限度提升太陽能電池板為LED街燈供電的能效及降低相關成本。