驅(qū)動LED中恒流二極管的研究（二）

這個電源的基本指標(biāo)如下：

圖13. NCP1014LEDGT外形圖

其實(shí)這個電源的核心就是一個恒流二極管NSI45025，以確保LED恒流在25mA。所以它只能用于小功率貼片式的LED。其中外加的集成電路NCP1014實(shí)際上是一個有源式的功率因數(shù)校正(PFC)，可以把它的功率因數(shù)提高到>0.9以滿足美國能源之星的要求。輸入端的L1,C1,C2是一個防電磁干擾EMI的濾波器。它的缺點(diǎn)是非隔離，所以220V會直接加到負(fù)載LED上。但是歐盟IEC 61347-2-13 (5/2006)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在LED負(fù)載端電壓不可超過25VAC或35VDC。所以采用非隔離電源是無法出口歐盟的。

六.使用恒流二極管時的性能擴(kuò)展

在選用現(xiàn)有的各種型號恒流二極管時經(jīng)常遇到所需要的電流或電壓不能滿足要求的情況。下面介紹幾種方法解決這些問題。

6.1 加大恒流電流

為了加大電流，最簡單的方法就是用幾個恒流二極管并聯(lián)(圖12)，

圖12. 多個恒流二極管并聯(lián)以增大電流

但是這會增加成本，因?yàn)楹懔鞫O管比較貴。另一個簡單的方法，就是用一個晶體三極管來加大電流。圖13表明了采用NPN和PNP三極管進(jìn)行電流放大的電原理圖。

圖13. 采用NPN和PNP三極管加大恒流電流

它們實(shí)際上都是利用小電流恒流二極管提供三極管的基極電流，經(jīng)過三極管放大β倍以后再供給負(fù)載。圖14表明其輸出電流和R1的關(guān)系。

圖14. 放大以后的恒流特性

其實(shí)這種方法在批量生產(chǎn)中是行不通的，因?yàn)楦鱾€晶體三極管的β有所不同，輸出的恒流值也不同。除非對三極管的β值進(jìn)行挑選分檔，那也會增加成本。但可以用于對恒流值的精確度要求不高的場合。

6.2 增高耐壓

有不少現(xiàn)成的恒流二極管的耐壓往往不夠高，當(dāng)然最簡單的方法就是用兩個或幾個恒流二極管串聯(lián)。同樣這樣成本就會增高。也可以用增加一些其它器件來提高。

1.串聯(lián)齊納管

最簡單的方法就是和恒流二極管串聯(lián)一個齊納二極管來提高耐壓(圖15)。

圖15 采用齊納二極管來增高耐壓

這種方法可將起始電壓提高到齊納二極管的電壓V2，但是在低于這個電壓時，也就無法恒流。

2.串聯(lián)一個MOS管來增加耐壓(圖16)

圖16. 串聯(lián)一個MOS管來增加恒流二極管的耐壓

但是這時由于MOS管承擔(dān)了大部分耐壓，因而其功耗很大，效率降低。有一個實(shí)例采用了75個小功率LED串聯(lián)后，再兩串并聯(lián)。恒流于34mA。在最高輸入電壓時，MOS管上壓降達(dá)70V，功耗2.38W，還需要很好的散熱器散熱。

下面是實(shí)測的結(jié)果。

在最高輸入電壓時的總效率只有67%，所以還是應(yīng)當(dāng)采用足夠耐壓的恒流二極管。

6.3 采用恒流二極管時的PWM調(diào)光(圖17)

圖17. 用PWM信號來對恒流二極管供電的LED調(diào)光

采用PWM信號調(diào)光以后可以避免由于改變電流而引起的光譜偏移。但是不能采用只有兩條管腳的恒流二極管，而必須采用帶有控制開斷管腳的至少3條管腳的恒流二極管。

七.結(jié)束語

采用恒流二極管作為LED的恒流驅(qū)動具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。尤其適合于小功率市電LED燈具，如球泡燈和日光燈和吸頂燈。但是由于受到功耗的限制，它只能用于高壓小電流的情況。負(fù)載只能是多個小功率LED的串聯(lián)或是采用集成的“高壓LED”。而且，如果直接采用交流整流，電容濾波的方案，會有功率因素不高的缺點(diǎn)，而必須采用無源功率因素補(bǔ)償?shù)姆桨?。這些都是在使用時需要考慮的。