圖3 恒流二極管的伏安特性

它可以在Vk一直到POV很大的輸入直流電壓范圍內(nèi)都保持電流恒定。而Vk的絕對值低于3V，假定整流后的直流電壓為300V，恒流值為0.1A，那么總功率為30W，如果LED串的總電壓也正好接近300V，而使恒流二極管工作于Vk點(diǎn)，那么它消耗的功率就只有0.3W，其效率為(30-0.3)/30=99%。

但是當(dāng)輸入電壓增加的時候，恒流二極管就必須承擔(dān)起消耗這些多余電壓的功能，它的工作點(diǎn)就右移，而功耗就逐漸增大，整體的效率也就逐漸降低，表現(xiàn)為其效率的線性下降。
它是以犧牲自己作為代價而不讓高電壓加到后面的LED上。

圖中還采用了兩個保護(hù)元件，一個是變阻器，實際上是一個抗浪涌的變電阻，它平時的阻值很高，所以并在電路里對整個電路沒有什么影響，一旦有一個高壓浪涌脈沖，它的阻值立刻降低從而吸收掉這個浪涌脈沖，使它不會對后面的電路有損害。第二個保護(hù)元件是大功率熱敏電阻NTC，它是為了吸收電解電容充電時的高峰值電流，平時它的電阻很小，串在電路里面沒有什么影響。一旦有一個高峰值電流，它的電阻因為發(fā)熱而很快增大，從而削減了峰值電流值。

4.如何讓恒流二極管始終工作在高效率的Vk點(diǎn)上

我們先來看一下恒流二極管的工作點(diǎn)是怎么決定的。外面的市電電壓（先假定是220V）經(jīng)過整流橋和電解電容濾波以后得到的直流電壓大約是306V。這個電壓加在LED串和恒流二極管上。而LED串的電壓等于每個LED的正向電壓乘以LED個數(shù)（假定每個LED的伏安特性都是一樣的），而LED的正向電壓

是根據(jù)它的正向電流從伏安特性上查到的，實際上的正向電壓應(yīng)該等溫度穩(wěn)定以后測量，因為隨著溫度的升高，LED正向電壓會從額定的3.3V降到2.8V左右。不論如何，如果這串LED正向電壓的總和加上Vk正好等于整流后電壓，那么這個恒流二極管就可以正好工作在Vk點(diǎn)，從而得到最高的效率。

然而整流后電壓是由市電電壓決定的，而市電電壓雖然額定是220V，但實際上很多地方完全不是這樣，尤其是在工業(yè)區(qū)的工廠里，不但可能遠(yuǎn)低于220V，而且還會有經(jīng)常突變的情況發(fā)生。

5. 對市電電壓的自適應(yīng)

為了適應(yīng)這種市電電壓的不確定性和多變性，必須想出一種自適應(yīng)的方法來適應(yīng)這種情況。這就需要有兩個措施，一是測出恒流二極管上的電壓（高于3V的數(shù)值），二是想方法使得串聯(lián)的LED總電壓仍然能夠等于整流后電壓減去Vk。我們想出的方法就是改變串聯(lián)的個數(shù)，市電電壓高了就增加LED個數(shù)，電壓低了就減少串聯(lián)的個數(shù)。因為電壓的變化也是有限的，例如不超過+/- 20%，所以改變的數(shù)目也不會大于這個百分?jǐn)?shù)。其實現(xiàn)的框圖如圖4所示。

圖4 實現(xiàn)自適應(yīng)的方法

其中有一小串LED是可以切入至LED主串或從其中斷開的，取決于電壓高了還是低了。
采用這種方法以后其效率可以始終保持在99%。其實測的結(jié)果如圖5所示。

圖中藍(lán)色為恒流源本身的效率,紅色為加上整流器以后的總效率，在市電電壓在175V-265V內(nèi)變化時，恒流源的效率都能保持99%不變，加上整流器的損耗也可以高于98%。

6. 對溫度的自適應(yīng)