恒流二極管驅動電路是小功率LED驅動電源技術拓撲方案的另一個重要部分,對于設計者需要認真學習和思考。
1. 典型的電路如(圖1, 圖2)
圖1
圖2
2. 工作原理
理想的恒流源是一種內阻為無窮大的器件, 不論其兩端電壓為何值, 其流經的電流永遠不變。當然這種器件是不可能存在的。實際的恒流二極管相當于一個在一定工作電壓范圍內 例如25-100V其電流恒定為某一值例如20mA.其等效電路如圖3所示
圖3
其內阻為Z, 并聯(lián)的電容大約為4-10pF.其典型的伏安特性如圖4所示。
圖4
它在某一個電壓范圍內有一段恒流區(qū)間, 在這個區(qū)間, 流經的電流幾乎不變, VL為到達IL的電壓值, IL大約為0.8Ip.
3. 應用注意事項
由于恒流二極管需要一定的電壓Vk才能夠進入恒流, 所以太低的電源電壓是無法工作的。通常這個Vk大約在5-10V左右 所以大多數采用電池供電的LED是無法工作的, 最大電流由于恒流二極管的功耗受到限制, 所以過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, 目前比較合適的使用場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;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來說用在220V市電電源里都還只能對付有限的電壓變化。220V經過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.已經超過其耐壓了。因為LED伏安特性的非線性 所以很難用公式來表示。總之當市電電壓降低時LED中的電流就會隨市電電壓的降低而降低。其亮度也會跟著變。 典型應用電路中圖1為典型的應用電路, 圖2為加了阻容降壓的應用電路為了應對低電壓的輸出場合。
恒流二極管驅動電路對設計者也要求有較高的自知識儲備。