驅動(dòng)LED中恒流二極管的研究（二）
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三.幾種恒流二極管的參數
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/200009.htm下面列出幾種常用的恒流二極管的參數
四.恒流二極管的散熱
由于恒流二極管要吸收市電電壓的變化而有可能會(huì )承受很高的電壓，假如電流也很大的話(huà)，它的功耗有可能會(huì )相當大，也就必須要有很好的散熱，以免損壞內部的芯片。恒流二極管的散熱主要取決于它的管殼封裝。各種不同封裝的散熱能力主要表現在它的熱阻。下面就來(lái)看一下各種封裝的熱阻。
由表中可見(jiàn)，On-semi公司的NSI50350ADT4G所采用的D-PAK具有最小的熱阻，其耗散功率高達11W。不過(guò)如果整個(gè)系統設計于這樣高的耗散功率也說(shuō)明其效率不高，是需要避免的。
我們知道LED必須采用恒流源來(lái)驅動(dòng)，否則由于它的負溫度系數，而會(huì )使電流急劇上升導致結溫升高，壽命縮短。而恒流二極管的恒流作用恰恰可以用來(lái)驅動(dòng)LED。最簡(jiǎn)單的方法就是直接和LED串聯(lián)。但是我們在把恒流二極管用于LED驅動(dòng)時(shí)必須注意選擇恰當的電流和耐壓。
3.1 最低電壓
由于恒流二極管需要一定的電壓Vk才能夠進(jìn)入恒流，所以太低的電源電壓是無(wú)法工作的。通常這個(gè)Vk大約在5-10V左右，所以大多數采用電池供電的LED是無(wú)法工作的。
3.2 最大電流由于恒流二極管的功耗受到限制，所以過(guò)大的電流也是不合適的。例如1W的LED通常需要350mA，恒流二極管就很難提供。
3.3 目前比較合適的使用場(chǎng)合就是交流市電供電的LED燈具，采用很多小功率LED串聯(lián)，也就是高壓小電流的情況是最為合適。
圖10就是一種用于球泡燈的恒流二極管驅動(dòng)源。其負載是80顆3014，總功率為8W。所用的恒流二極管也是恒流在30mA。假如手頭的恒流二極管只有5mA的，就需要6個(gè)并聯(lián)。
圖10. 采用恒流二極管作為L(cháng)ED驅動(dòng)電源
在這里，恒流二極管的作用就是要在輸入市電電壓變化時(shí)，保持輸出電流不變。但是由于恒流二極管的耐壓有一定的限制，所以它所能吸收的電源電壓變化也是有限的。就拿100V耐壓的CRD來(lái)說(shuō)，用在220V市電電源里，都還只能對付有限的電壓變化。220V經(jīng)過(guò)橋式整流以后它的輸出直流電壓大約為264V。如果市電變化+10%，~-15%，就相當于整流后為290~187V，電壓變化103V。已經(jīng)超過(guò)其耐壓了。假如所用的LED為80顆，那么總電壓為264V，正好相當于220V經(jīng)過(guò)橋式整流以后的值。這時(shí)候恒流二極管上沒(méi)有壓降，但是這時(shí)候它是不能工作的而至少需要10V壓降，也就是要求整流后電壓為274V，市電電壓為228VAC。那時(shí)候恒流二極管壓降為最小，功耗也最小，只有0.03Ax10V=0.3W，整體效率為最高可達96%(當然還要考慮整流器的效率，實(shí)際上還會(huì )低一些)。如果市電增高至242VAC，那么恒流二極管電壓就增高為26.4V，其功耗也增加到0.79W，這時(shí)候效率就等于91%。
如果市電電壓低于228V，是不是恒流二極管就不工作呢?并不是，但的確是不恒流了，這時(shí)候它和LED就會(huì )達到一個(gè)新的平衡點(diǎn)，那就是二者的電壓和等于市電電壓經(jīng)過(guò)整流后的電壓。因為L(cháng)ED伏安特性的非線(xiàn)性，所以很難用公式來(lái)表示?？傊?，當市電電壓降低時(shí)，LED中的電流就會(huì )隨市電電壓的降低而降低。其亮度也會(huì )跟著(zhù)變暗。
下面舉一個(gè)實(shí)測的結果為例，這是一個(gè)80顆3014串聯(lián)的球泡燈，采用了5顆Semitek 的S-562T并聯(lián)。它在不同的輸入市電電壓時(shí)，所測得的結果如下表所示。
由表中可知，當市電電壓在200~225VAC的服務(wù)內變化時(shí)基本上可以保持恒流在27.1~27.8mA的范圍內，而且效率在82.5%~95.79%范圍內，即使在輸入電壓過(guò)低而無(wú)法恒流時(shí)，它的效率還能高達98-99%，這是采用恒流二極管的一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。
它的唯一的缺點(diǎn)是功率因素比較低，只有0.535~0.543。
3.4無(wú)源功率因素校正
如果需要提高功率因素可以采用無(wú)源功率因素校正(見(jiàn)圖11)?？梢园压β室驍堤岣叩?.9左右，但是會(huì )增加兩個(gè)大電解電容(22uF，250V)和三個(gè)二極管，在球泡燈里會(huì )受到體積的限制，而且成本會(huì )提高、效率也會(huì )降低。
圖11 無(wú)源功率因素校正
3.5有源功率因數校正
假如要求更高的功率因數，就可以采用有源功率因數校正。
美國安森美公司加了一個(gè)功率因素校正芯片NCP1014的恒流二極管的電源，其電原理圖見(jiàn)圖12。
圖12. 非隔離式電源原理圖
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