恒流二极管及其在驱动LED中的应用..
恒流二极管简介
恒流二极管简介LED(发光二极管)是一种柔弱、精密的零部件，只要有稍许的过电压或过电流就会被破坏，尤其是过电流极对其伤害极大。
虽然在额定电流内是保险的，但是由于自发热所造成的发热现象，会超越定额电流而使LED损坏。
另一方面，LED 有VF的误差，在LED两端施加相同的电压，不同的LED所流过的电流有很大的差异，亮度也会不同。
由于这个原因，一般要驱动LED的话，都会附加恒流电路来驱动。
驱动LED的恒流电路有两种。
一种是开关模式的AC/DC或DC/DC，输出级是一种恒流电路，系统比较繁杂，成本较高，体积大，不太适用在精密小巧的LED灯。
另一种是器件级的恒流二极管（CRD）。
采用CRD驱动LED的系统如下图所示，结构非常简单，成本低廉，是LED驱动系统的有力竞争者。
图1恒流二极管（Current Regulative Diode，简称CRD）属于两端结型场效应恒流器件。
是一种能为LED或其他器件在电源电压变化时提供恒定电流的二端半导体器件, 它相当于一个大电流的恒流源或最大峰值电流限制电路，即使出现电源电压供应不稳定或是负载电阻变化很大的情况,都能确保供电电流恒定。
适用于LED照明、LCD背光、汽车电子、通信电路、手持设备、仪器仪表和微型机器等场合。
恒流二极管的转移特性曲线如下图：图2CRD产品与LED有较好的匹配性，不但可以避免LED由于受到过电流、过电压、周波数等变动所照成的外围破坏，而且还可以无视LED VF的误差，从而得到稳定的亮度。
新型CRD采用平面工艺，结构如图所示：图3 图4图3、4本质上是一种结型场效应管，其中图3是P沟道，图4是N沟道。
其I-V特性曲线如下图：图5当VGS=0V时，沟道电流IH最大。
CRD正是利用这一特性实现恒流功能。
从理论上讲，沟道电流IH可以任意调节，但电流越大，恒定电流的起始点电压VS 越高，当VS高于3V，就会极大地限制CRD的应用范围。
因此，CRD恒定电流多小于20mA。
LED恒流驱动的类型特性和应用.ppt
12KΩ 93% 1.62 54 47 63 60
12KΩ 91% 2.34 72 56 82 75
12K 12KΩ 12KΩ
95% 93%
93%
1.08 1.62
2.25
50
54
65
43
47
53
57
63
74
54
60
72
表中红字为带散热器时的表面温度(在25度室温时测试的结果)
12KΩ 92% 3.06 74 63 87 84
2串10个1W
12 33V 2.75 23.1W 0.7A 0.142Ω
24V 33V 1.38 23.1 0.7A 0.142
4串5个 5串5个 6串5个
1W
1W
1W
12V
12V
12V
16.5V 16.5V 16.5V
1.38
1.38
1.38
23.1W 28.8W 34.65
1.4A 1.75A 2.1A
27
智能型可调光太阳能LED路灯的构成
PWM可调光 控制器
PWM调光 恒流模组
SLM 2842Sd
LED 灯具
太阳能 电池板
蓄电池
上海龙茂微电子 公司提供可程序 调光的控制器和 可调光恒流模块
28
智能型PWM可调光节能效益
功 率 输 出
100%
可减小太阳能电池板面积达40%以上 全程满功率 全智能PWM调光(省40%以上)
• 采样电阻必须采用低温度系数的高精度电阻
12
电荷泵式恒流源
• 可驱动4个共阳极LED • x1和x1.5倍升压，自动转换 • 低EMI，用于手机
13
线性降压型恒流源
恒流二极管
二极管是一种有极性的两端电子元件，它在单个方向上传导电流并阻止电流在另一个方向上流动，因为在一个方向上，它的电阻理想地为零，而在另一个方向上它是无限的。
这些组件包括两个端子，一个阳极和一个阴极。
根据PN结二极管、齐纳二极管、恒流二极管、肖特基二极管、发光二极管等要求，可以在各种电气和电子项目中使用不同种类的二极管。
本文下面讨论了其中一种二极管恒流二极管及其应用。
一、什么是恒流二极管？用于将电流限制或改变到设备最高值的二极管称为恒流二极管或CCD o该二极管也称为电流调节二极管或CRD和限流二极管或CLD o恒流二极管符号如下所示。
恒流二极管的功能是为电路提供短路保护。
AnodeI Cathode▲图1.1恒流二极管的符号二、恒流二极管工作原理恒流二极管的内部结构如下图所示。
该二极管包括一个N沟道JFET晶体管，其中晶体管的栅极端子与源极短路，因此它的工作原理类似于一个两端限流器或电流源，相当于一个限压齐纳二极管。
▲图2.1恒流二极管内部结构与齐纳二极管不同，这些类型的二极管将保持电流稳定而不是电压恒定。
一旦电压发生变化,这些二极管就不会改变流经它们的电流。
在正向偏置条件下，这些二极管使用L5伏至6伏的电压工作。
这种偏置产生的电流称为正向电流（Ip）。
即使差异发生在输入电压和负载电阻内，该二极管也能够保持电流值。
三、恒流二极管特点恒流二极管的特点包括以下。
•其公差为±10%。
•其工作电压范围为IV至100V。
•当温度值变化时，它的行为是稳定的。
•其峰值工作电压为100伏。
•热阻值为IOoC/w。
•其储存温度等级范围为-55至200摄氏度。
•其功耗为30mW o•电流范围为0.192mA至5.6mA o•峰值电压额定值范围为50V至100V。
•它的阻抗范围从20兆欧到几千欧。
•该二极管不需要任何偏置并提供良好的温度稳定性。
四、恒流二极管电路顾名思义，这个二极管将流经它的电流调节到一些最高水平。
LED灯为什么要用恒流电源供电，用恒压电源会有什么问题
LED灯为什么要用恒流电源供电，用恒压电源会有什么问题LED灯与传统的白炽灯或者节能灯相比有明显优势，比如发光效率高，节能性能好，寿命长等。
但是LED照明灯一般需要设计专用的恒流驱动电源，常见的直流恒压电源虽然也可以点亮LED灯，但是在实际的应用中一般不使用普通的直流恒压电源驱动，为什么不使用直流恒压源而要使用恒流源驱动呢？这是由LED发光二极管的伏安特性和温度特性决定的，首先要说的是伏安特性，发光二极管的伏安特性与普通二极管基本相同，即正常发光状态下流过它的电流与加在这两端的电压成非线性关系，在正向电压供电的情况下发光二极管的伏安特性比普通二极管还要“陡峭”一些，就是说同样电压波动的情况下发光二极管的电流波动比普通二极管还要大。
这样正常发光状态下当两端电压发生并不大的变动时，就会导致电流发生很大的变化，而过大的电流会导致发光二极管损坏。
所以保证正常工作状态的发光二极管电流稳定就很重要。
讲到这里，估计有些同学可能会问，我们如果能保证恒电压源电压稳定无波动，是不是就可以使用恒压源给LED供电呢？其实即使能保证恒压电流电压稳定也不行，这里涉及到的情况比较多，也比较复杂。
比如像下面图中排列的照明灯，先是三个发光二极管串联，之后再用这样三个串联的进行多组并联，由于制造工艺很难保证每个二极管的特性都一样，所以这样联接的LED灯每个串路表现出来的伏安特性会有差别，这样即使给每个串路两端供同样电压也可能出现发光亮度不均匀的情况。
而且对于一些电池供电的LED照明灯，随着工作时间的增加，电池输出电压很难保证无波动。
还有一种情况就是温度特性的影响，LED灯具有负温度特性，当工作温度升高时它的PN结间电阻会减小，导通电压也随之减小，正向伏安特性曲线会左移，就像下图中虚线所示的那样，这样在同样电压的情况下，它的工作电流就会增大，而工作电流增大又反过来继续促使其温度升高，这种恶性循环会导致它的控制电流失控，最终损坏LED，所以为了应对这种情况，也需要使用恒流源进行供电。
二极管功能种类及应用
二极管功能种类及应用二极管是一种最简单的电子元件，也是一种非常重要的电子元件。
它具有单向导电性，只允许电流在一个方向上通过。
二极管广泛应用于各个领域，如电子设备、通信、能源、光电子等。
本文将从功能和种类两个方面介绍二极管的应用。
一、功能：1.整流功能：二极管最主要的功能之一是整流。
在交流电路中，二极管可以将交流电转换为直流电，即只允许电流在一个方向上通过，将正半周的电流通过而将负半周的电流阻断。
这使得二极管在电源和电子设备中的应用得到了广泛的推广。
2.电压稳定功能：二极管还可以具有电压稳定的功能。
由于二极管正向电压与反向电流之间存在一定的关系，当电压在一定范围内变化时，二极管的反向电流变化很小，从而起到了稳定电压的作用。
这种稳压二极管被广泛应用于电源稳压电路中，用于稳定电压输出。
3.开关功能：二极管还可以作为电子开关使用。
在数字电路中，二极管可以用来控制信号的通断，实现逻辑电平的转换。
在实际应用中，二极管开关广泛应用于计算机、通信、自动控制等领域。
二、种类：1.硅二极管：硅二极管是最常见的一种二极管，具有耐高温、耐冲击、稳定性好的特点。
硅二极管广泛应用于各种电子设备中，如电源、整流器、放大器等。
2.锗二极管：锗二极管是最早使用的一种二极管，具有低压降、高电流放大倍数的特点。
它主要应用于低频放大电路、检波电路和振荡电路等。
3.肖特基二极管：肖特基二极管是由金属和半导体材料组成的，具有低压降、高开关速度的特点。
肖特基二极管广泛应用于高频电路、开关电源、功率放大器等。
4.光电二极管：光电二极管具有将光信号转换为电信号的功能。
它是一种利用半导体材料的光电效应制成的。
光电二极管广泛应用于光通信、遥感、光电检测等领域。
5.恒流二极管：恒流二极管是一种特殊的二极管，它通过限制电流的变化来稳定电压。
恒流二极管广泛应用于LED照明、电源驱动等领域。
6.压敏二极管：压敏二极管是一种利用压敏电阻特性制成的二极管，具有电阻随电压变化的特点。
基于恒流二极管的小功率白光LED驱动电路
基于恒流二极管的小功率白光LED驱动电路因小功率白光LED拥有发热量小，价格低廉，光效高等特点，被大范围的应用到了普通照明，景观照明等领域。
因此小功率LED驱动电源的设计和性能上的提高也就有了迫切的需求。
LED照明灯通常采用市电供电，由于LED工作电压低，电流小等特点，用市电驱动LED要解决降压和整流问题，还要有比较高的效率，较小的体积和较低成本。
LED是电流驱动器件，其亮度与正向电流成正比，为了保证LED发光高效均匀、LED驱动源应为恒电流输出。
因此设计高效简单，价格低廉的LED驱动源成为解决上述问题的重点。
本文设计一种基于恒流二极管的小功率LED驱动电路，工频市电供电，输出电流恒定。
1 LED 连接方式 要保证LED可以正常工作，只有合理的匹配设计。
在设计LED照明系统时，需要考虑选用什幺样的LED驱动器，以及LED的连接方式。
小功率白光LED的正向电压范围一般为2.8~4V，工作电流为15~20mA。
照明用的LED灯一般是多个这样的小功率LED通过串并联方式组合在一起的，这些LED通常需要匹配以产生均匀的亮度。
另外还需要采用合理的方式将这些LED连接在一起，不能因为其中一颗LED灯珠损坏而导致整个LED灯组不能工作。
将多个同型号的LED串接在一起，流过每个LED的电流相等。
LED一致性较差时，虽然不同LED灯珠正向电压不同，但流过每个LED的电流相等，每个LED灯珠的亮度将会一致。
LED串联连接驱动源输出电压要求较大，电流必须恒定在20mA 以下。
当其中一个LED因为品质不良断路后，将会导致整个LED灯组不亮，这对LED灯珠的品质和焊接工艺要求较高。
基于恒流二极管的小功率LED驱动电路设计
ｄ ｃ ｅ ｓ ｇｔ ｅ ｉｈ ｆ ｔ ． ｅｒ ａ ｉ ｇ ｔ ｎ ｈ ｌ ｏ ｒ ｅ ａ Ｋｅ ｒ ｓ ｃｒ ｕ ｔ ｎ ｙ ｔｍｓ ｗｈ ｔ Ｅ ｄ ｉ ｅ ｉ ｕ ｔ ｃ ｒｅ ｔ ｅ ｕａ ｉ ｅｄ ｏ ｅ ｃ ｐ ｃｔｎ ｅｂ ｃ ； Ｅ ａｒ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｉ ａ ｄ ｓ ｓｅ ； ｉ Ｌ Ｄ； ｖ ｒ ｒ ｉ ｕ ｒ ｎ ｇ ｌｔ ｄ ； ａ ａ ｉ ｃ ｕ ｋ Ｌ Ｄ ｒａ ｃ ｓ ｅ ｒ ｃ ｃ ； ｒ ｖ ｉ ａ
０ 引 言
近 几年 ，Ｌ Ｄ 的发光 效率 增长 １０倍 ，成本 下 Ｅ ０ 降了 １ ０倍 ，广 泛用 于背光 、信 号显 示 、照 明等 领 域 。在 Ｌ Ｄ 光源 及 市场开 发 中，极具 发展 与应用 Ｅ 前 景的 是 白光 Ｌ Ｄ， 用作 固体照 明器件 的经济性 Ｅ 它 显 著，且 有利 于环保 ，正 逐步取 代 传统 的 白炽 灯 。
ＴＨＥ ＤＥＳ ＧＮ Ｆ ＬｏＷ Ｗ ＥＲ Ｉ ｏ ＰＯ ＬＥＤ ＤＲＩ ＶＥＲ Ｓ ＢＡ ＥＤ Ｎ ｏ ＣＵＲＲＥＮＴ
ＲＥＧ ＵＬＡＴＩ ＶＥ ｏＤＥ ＤＩ
Ｙ１ Ｊｅ Ｉ ｕ ． ｎ ， Ｌ ＵＱ ａ ，ＷＡＮ Ｎ ，Ｑ ＵＹ ｎｆ ｇ Ｉ ｉｏ ｉ ｅ ＧＹ ｉ
ｄｏ ｅ Ｉ ｉ ｐ ｗ ｒｄｗ ｔ Ｃ ｐ ｗｅ ｎ ｕｐ ｔ ｏ ｖ ｌ ｇ ｎ ｏ ｓ ｎ ｕｒｎ． ｉ ｐｙａｊｓ ｔｅｃｍｐ ｎ ｎ ｉｄ ．ｔ ｓ ｏ ｅｅ ｉ Ａ ｏ ｒａ ｄｏ ｔｕ ｗ ｏｔ ｅａ ｄｃｎ ｔ ｔ ｒ ｔ Ｓｍ ｌ ｄｕｔ ｈ ｏ ｏ ｅｔ ｈ ｌ ａ ａ ｃ ｅ
流 ，只需调整 电路中部分元件 参数 即可恒流驱动不 同功率 Ｌ Ｄ 灯组 。这种设计方案在传统电容 降压驱动 电路基 Ｅ 础上 引入 了恒流二极管 ，保证 了驱动源低压恒流输 出。负载小功率 Ｌ Ｄ采用交叉 阵列方式连接 ，降低 了灭灯率 。 Ｅ 关键字 ：电路与系统 ；白光 Ｌ Ｄ；驱动 电路 ；恒流二极管； 电容降压；Ｌ Ｄ 阵列 Ｅ Ｅ 中图分 类号 ：Ｔ １ ． Ｎ３ ２８ 文献标识码 ：Ａ Ｄ ：０ ９ ９ ．ｓ．６４８ ８ ．０００ ．１ ＯＩ ． ６￣ｉ ｎ１７ —０ ５ １．５ ８ １３ ｓ ２ ０
大功率LED照明用恒流驱动方案介绍
大功率LED照明用恒流驱动方案介绍一序言LED即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。
它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
LED一般被称为第四代照明光源或绿色光源，具有高节能、利环保、寿命长、体积小、高亮度等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域；LED灯作为一种新的照明用光源,正在逐渐得到大规模和大范围内的应用；LED照明灯自身在节能，长寿，高能效，亮度方便可调节等方面的优异特性也符合现在倡导的低碳，环保的大趋势；目前，LED照明在LED背光，LED广告灯，LED幕墙，大功率LED路灯，LED节能灯及日光灯，LED显示等领域得到广泛深入的应用；预计在未来几年内，LED灯将可能逐渐进入家庭照明，室内外照明等领域，成为一种重要的照明光源；决定LED灯的性能和寿命的核心部分是LED恒流驱动电路，LED 灯的寿命（光亮度衰减）与驱动电流的稳定性和电流纹波或杂讯息息相关，LED灯的可靠性主要取决于驱动芯片的可靠性和各种安全保护措施；麟芯电子作为专业的电源管理芯片设计者，提供一系列高压，大电流，高效率，高可靠性，高性价比的LED恒流驱动芯片；在大电流LED单片全集成恒流驱动芯片—————————————————————————1领域；麟芯电子的一系列LED驱动芯片支持市电，直流稳压电源，太阳能电池，电子变压器，交流变压器，蓄电池，车载电源等多种供电方式；输出恒流驱动LED的功率从10W~100W全系列；LED模组可以串联，并联，串并联结合等多种连接方式；电路拓朴支持降压，升压，升降压等多种结构；麟芯电子致力于开发耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的单片开关模拟电源管理类集成电路，开发出一大批耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的产品，逐步推向市场，可以应用于绝大部分供电的领域和应用。
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恒流二极管及其在驱动LED中的应用中心议题：∙二极管" title="恒流二极管">恒流二极管的基本原理、构成、参数和散热∙恒流二极管用作LED的驱动源∙使用恒流二极管时的性能扩张很早就已经出现了恒流二极管，但是这种二极管并没有引起人们的关注，因为它只是用于某些仪器仪表中作为电流的标准。
然而近来随着LED产业的蓬勃发展，这种二极管突然引起了广泛的兴趣。
很多国外的大公司都开发出这种产品以供驱动LED，这是因为LED必须采用恒流源作为驱动的原因。
下面我们将要深入讨论一下恒流二极管的性能和应用。
一．什么是恒流二极管理想的恒流源是一种内阻为无穷大的器件，不论其两端电压为何值，其流经的电流永远不变。
当然这种器件是不可能存在的。
实际的恒流二极管相当于一个在一定工作电压范围内（例如25-100V），其电流恒定为某一值（例如20mA）。
其等效电路如图1所示。
图1. 恒流二极管的等效电路其内阻为Z，并联的电容大约为4-10pF。
其典型的伏安特性如图2所示。
图2. 恒流二极管的典型伏安特性它在某一个电压范围内有一段恒流区间，在这个区间，流经的电流几乎不变，VL为到达IL的电压值，IL 大约为0.8Ip，Vb为击穿电压值。
但是实际的恒流二极管并不是那么理想。
图3是美国Supertex的CL1恒流二极管的特性。
它的电流仍然会随电压而有所增加。
图3. 实际的恒流二极管的伏安特性恒流二极管的另一个特性就是它的温度特性，温度特性通常用相对值%/°C或绝对值μA/°C来表示。
这个温度系数通常是负值。
其值取决于恒流的值，恒流值越大，温度系数也越大，通常在-0.4%~-0.6%之间。
为了达到恒流的目的当然不希望电流随温度变动，所以通常需要采用温度补偿措施（图4）。
图4. 恒流二极管的温度补偿措施采用温度补偿以后就可以把电流的温度系数降低到很小的数字，例如Supertex公司的CL1的电流温度系数只有-8.5μA/°C。
二．恒流二极管的构成最简单的恒流二极管就是采用一个结型场效应管（图5）。
图5. 用一个结型场效应管构成恒流二极管用两个晶体三极管，也可以构成一个恒流源（图6）。
图6. 用两个三极管构成一个恒流源其电流为：I = Vbe/R1，它虽然很简单，但是缺点是不同型号的管子，其be电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。
所以很难批量生产。
为了克服这个缺点，就采用结型场效应管来代替晶体管。
同时在反馈回路里采用一个运放图6. 采用结型场效应管和运放的恒流源其电流：I = Vin/R1，这个恒流源还需要一个基准电压Vin，最简单的基准电压就是齐纳二极管，所以也可以利用一个齐纳二极管和一个三极管或场效应管来构成恒流源。
图7. 采用齐纳二极管的恒流源其所恒定的电流：I = (Vd-Vbe)/R1。
但是，所有以上结构都是利用现有的半导体器件来构成恒流源。
实际上现在已经可以根据对恒流特性的要求，构成专门的半导体器件而能具有所要求的恒流特性。
其构成如图8所示。
图8. 专门的恒流二极管结构当一个反向偏压加到PN结的阴极和阳极时，这个恒流二极管开始导通，当反向偏压增加到VL时（见图2），其电流由于N区的体电阻也跟着增加，当电流增加到曲线的拐点时，在N区和P型栅之间形成一个耗尽层。
这个耗尽层减小了N区中电流的路径也就减慢了电流的增加速度。
结果这个耗尽层遇到了P型栅于是就产生了夹断效应，这使得电流变成恒定而几乎和所加电压无关，直到所加电压达到一个击穿点Vb。
如果所加电压反过来，那么就相当于一个正向电压加到一个PN结，其特性就和一个普通二极管加上正向电压时一样。
实际所采用的恒流二极管可分为4条管脚，3条管脚，和2条管脚三种结构和封装（图9）。
图9. 3种封装的恒流二极管其中4条管脚的恒流二极管主要用于可调恒流电流。
三．几种恒流二极管的参数下面列出几种常用的恒流二极管的参数四．恒流二极管的散热由于恒流二极管要吸收市电电压的变化而有可能会承受很高的电压，假如电流也很大的话，它的功耗有可能会相当大，也就必须要有很好的散热，以免损坏内部的芯片。
恒流二极管的散热主要取决于它的管壳封装。
各种不同封装的散热能力主要表现在它的热阻。
下面就来看一下各种封装的热阻。
由表中可见，On-semi公司的NSI50350ADT4G所采用的D-PAK具有最小的热阻，其耗散功率高达11W。
不过如果整个系统设计于这样高的耗散功率也说明其效率不高，是需要避免的。
五．恒流二极管作为LED的驱动源我们知道LED必须采用恒流源来驱动，否则由于它的负温度系数，而会使电流急剧上升导致结温升高，寿命缩短。
而恒流二极管的恒流作用恰恰可以用来驱动LED。
最简单的方法就是直接和LED串联。
但是我们在把恒流二极管用于LED驱动时必须注意选择恰当的电流和耐压。
5.1 最低电压由于恒流二极管需要一定的电压Vk才能够进入恒流，所以太低的电源电压是无法工作的。
通常这个Vk大约在5-10V左右，所以大多数采用电池供电的LED是无法工作的。
5.2 最大电流由于恒流二极管的功耗受到限制，所以过大的电流也是不合适的。
例如1W的LED通常需要350mA，恒流二极管就很难提供。
5.3 采用恒流二极管作为LED驱动电源目前比较合适的使用场合就是交流市电供电的LED灯具，采用很多小功率LED串联，也就是高压小电流的情况是最为合适。
图10就是一种用于球泡灯的恒流二极管驱动源。
其负载是80颗3014，总功率为8W。
所用的恒流二极管也是恒流在30mA。
假如手头的恒流二极管只有5mA的，就需要6个并联。
图10. 采用恒流二极管作为LED驱动电源在这里，恒流二极管的作用就是要在输入市电电压变化时，保持输出电流不变。
但是由于恒流二极管的耐压有一定的限制，所以它所能吸收的电源电压变化也是有限的。
就拿100V耐压的CRD来说，用在220V 市电电源里，都还只能对付有限的电压变化。
220V经过桥式整流以后它的输出直流电压大约为264V。
如果市电变化+10%，~-15%，就相当于整流后为290~187V，电压变化103V。
已经超过其耐压了。
假如所用的LED为80颗，那么总电压为264V，正好相当于220V经过桥式整流以后的值。
这时候恒流二极管上没有压降，但是这时候它是不能工作的而至少需要10V压降，也就是要求整流后电压为274V，市电电压为228VAC。
那时候恒流二极管压降为最小，功耗也最小，只有0.03Ax10V=0.3W，整体效率为最高可达96%（当然还要考虑整流器的效率，实际上还会低一些）。
如果市电增高至242VAC，那么恒流二极管电压就增高为26.4V，其功耗也增加到0.79W，这时候效率就等于91%。
如果市电电压低于228V，是不是恒流二极管就不工作呢？并不是，但的确是不恒流了，这时候它和LED 就会达到一个新的平衡点，那就是二者的电压和等于市电电压经过整流后的电压。
因为LED伏安特性的非线性，所以很难用公式来表示。
总之，当市电电压降低时，LED中的电流就会随市电电压的降低而降低。
其亮度也会跟着变暗。
下面举一个实测的结果为例，这是一个80颗3014串联的球泡灯，采用了5颗Semitek 的S-562T并联。
它在不同的输入市电电压时，所测得的结果如下表所示。
由表中可知，当市电电压在200~225VAC的服务内变化时基本上可以保持恒流在27.1~27.8mA的范围内，而且效率在82.5%~95.79%范围内，即使在输入电压过低而无法恒流时，它的效率还能高达98-99%，这是采用恒流二极管的一个很大的优点。
它的唯一的缺点是功率因素比较低，只有0.535~0.543。
5.4无源功率因素校正如果需要提高功率因素可以采用无源功率因素校正（见图11）。
可以把功率因数提高到0.9左右，但是会增加两个大电解电容（22uF，250V）和三个二极管，在球泡灯里会受到体积的限制，而且成本会提高、效率也会降低。
图11 无源功率因素校正5.5有源功率因数校正假如要求更高的功率因数，就可以采用有源功率因数校正。
美国安森美公司加了一个功率因素校正芯片NCP1014的恒流二极管的电源，其电原理图见图12。
图12. 非隔离式电源原理图这个电源的基本指标如下：图13. NCP1014LEDGT外形图其实这个电源的核心就是一个恒流二极管NSI45025，以确保LED恒流在25mA。
所以它只能用于小功率贴片式的LED。
其中外加的集成电路NCP1014实际上是一个有源式的功率因数校正（PFC），可以把它的功率因数提高到>0.9以满足美国能源之星的要求。
输入端的L1,C1,C2是一个防电磁干扰EMI的滤波器。
它的缺点是非隔离，所以220V会直接加到负载LED上。
但是欧盟IEC 61347-2-13 (5/2006)标准规定在LED负载端电压不可超过25VAC或35VDC。
所以采用非隔离电源是无法出口欧盟的。
六．使用恒流二极管时的性能扩展在选用现有的各种型号恒流二极管时经常遇到所需要的电流或电压不能满足要求的情况。
下面介绍几种方法解决这些问题。
6.1 加大恒流电流为了加大电流，最简单的方法就是用几个恒流二极管并联（图12），图12. 多个恒流二极管并联以增大电流但是这会增加成本，因为恒流二极管比较贵。
另一个简单的方法，就是用一个晶体三极管来加大电流。
图13表明了采用NPN和PNP三极管进行电流放大的电原理图。
图13. 采用NPN和PNP三极管加大恒流电流它们实际上都是利用小电流恒流二极管提供三极管的基极电流，经过三极管放大β倍以后再供给负载。
图14表明其输出电流和R1的关系。
图14. 放大以后的恒流特性其实这种方法在批量生产中是行不通的，因为各个晶体三极管的β有所不同，输出的恒流值也不同。
除非对三极管的β值进行挑选分档，那也会增加成本。
但可以用于对恒流值的精确度要求不高的场合。
6.2 增高耐压有不少现成的恒流二极管的耐压往往不够高，当然最简单的方法就是用两个或几个恒流二极管串联。
同样这样成本就会增高。
也可以用增加一些其它器件来提高。
1. 串联齐纳管最简单的方法就是和恒流二极管串联一个齐纳二极管来提高耐压（图15）。
图15 采用齐纳二极管来增高耐压这种方法可将起始电压提高到齐纳二极管的电压V2，但是在低于这个电压时，也就无法恒流。
2. 串联一个MOS管来增加耐压（图16）图16. 串联一个MOS管来增加恒流二极管的耐压但是这时由于MOS管承担了大部分耐压，因而其功耗很大，效率降低。
有一个实例采用了75个小功率LED串联后，再两串并联。
恒流于34mA。
在最高输入电压时，MOS管上压降达70V，功耗2.38W，还需要很好的散热器散热。
下面是实测的结果。