驅動(dòng)LED中恒流二極管的研究（二）

這個(gè)電源的基本指標如下：

圖13. NCP1014LEDGT外形圖

其實(shí)這個(gè)電源的核心就是一個(gè)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(gè)有源式的功率因數校正(PFC)，可以把它的功率因數提高到>0.9以滿(mǎn)足美國能源之星的要求。輸入端的L1,C1,C2是一個(gè)防電磁干擾EMI的濾波器。它的缺點(diǎn)是非隔離，所以220V會(huì )直接加到負載LED上。但是歐盟IEC 61347-2-13 (5/2006)標準規定在LED負載端電壓不可超過(guò)25VAC或35VDC。所以采用非隔離電源是無(wú)法出口歐盟的。

六.使用恒流二極管時(shí)的性能擴展

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

6.1 加大恒流電流

為了加大電流，最簡(jiǎn)單的方法就是用幾個(gè)恒流二極管并聯(lián)(圖12)，

圖12. 多個(gè)恒流二極管并聯(lián)以增大電流

但是這會(huì )增加成本，因為恒流二極管比較貴。另一個(gè)簡(jiǎn)單的方法，就是用一個(gè)晶體三極管來(lái)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(guò)三極管放大β倍以后再供給負載。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，因為各個(gè)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(huì )增加成本。但可以用于對恒流值的精確度要求不高的場(chǎng)合。

6.2 增高耐壓

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

1.串聯(lián)齊納管

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

圖15 采用齊納二極管來(lái)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(gè)電壓時(shí)，也就無(wú)法恒流。

2.串聯(lián)一個(gè)MOS管來(lái)增加耐壓(圖16)

圖16. 串聯(lián)一個(gè)MOS管來(lái)增加恒流二極管的耐壓

但是這時(shí)由于MOS管承擔了大部分耐壓，因而其功耗很大，效率降低。有一個(gè)實(shí)例采用了75個(gè)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(shí)，MOS管上壓降達70V，功耗2.38W，還需要很好的散熱器散熱。

下面是實(shí)測的結果。

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

6.3 采用恒流二極管時(shí)的PWM調光(圖17)

圖17. 用PWM信號來(lái)對恒流二極管供電的LED調光

采用PWM信號調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(kāi)斷管腳的至少3條管腳的恒流二極管。

七.結束語(yǔ)

采用恒流二極管作為L(cháng)ED的恒流驅動(dòng)具有結構簡(jiǎn)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。負載只能是多個(gè)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(huì )有功率因素不高的缺點(diǎn)，而必須采用無(wú)源功率因素補償的方案。這些都是在使用時(shí)需要考慮的。