串联恒流电路中的三极管

交流220V供电正常时，电容C2两端电压波动并不大，但是由于LED工作电流对工作电压变化极其敏感，所以LED驱动电流Io在26～74mA波动，纹波约为45%。由于波动周期为100Hz，人眼一般不会感觉出亮度变化。阻容驱动电路中LED的工作电流纹波一般都很大，这会降低LED工作寿命。利用三极管工作在线性放大区时的恒流特性可以构成恒流的LED驱动电路，其原理是通过稳定三极管基极的电压来达到稳定基极电流的目的，从而控制集电极输出电流恒定。

图2-9　三极管串联恒流电路

恒流源是输出电流保持不变的电流源，而理想的恒流源为：a.不因负载（输出电压）变化而改变。b.不因环境温度变化而改变。c.内阻为无限大。

1.电源不变、负载可变时三极管恒流电路

如图2-9a电路所示。从左边看起：基极偏压

所以VE=VB- 0.6=1.0V；又因为射极电阻是1K，流经射极电阻的电流是：

所以流经负载的电流就是稳定的1mA。

2.当电源和负载可变时三极管恒流电路

这是个利用稳压二极管提供基极偏压5.6V，VE=VB-0.6=0.5V，流经负载的电流：

3.利用二极管正向压降稳定基极电压的三极管恒流电路

图2-9c这个例子有一点不同：利用PNP三极管供应电流给负载电路。首先，利用二极管0.6V的压降，提供8.2V基极偏压（10-3×0.6=8.2）。4.7K电阻只是用来形成通路，而且不希望（也不会）有很多电流流经这个电阻。

PNP晶体的560Ω电阻两端电位差是1.2V，所以电流是2mA。(www.xing528.com)

如果只用一个三极管不能满足需求，可以用两个三极管架成如图2-10所示电路：

图2-10　两个三极管构成的恒流电路

三极管恒流电路如下图2-11所示。下面分析一下三极管用什么型号，以及电阻应怎么算出阻值。其中R2的电压是0.7V，电流320mA所以R2＝2.2Ω，0.5W。假设Q1的β＝100，则计算基极电流和集电极电流：基极电流：Ib1=320－0.7V/2.2Ω≈2μA。

集电极电流＝0.2mA集电极电压为：0.7＋0.7＝1.4VQ2的β也设为100：则Q2的基极电流为：320mA/100＝3.2mA，R1＝（12－1.4）/（3.2＋0.2）＝3.1kΩ，1/8W，Q1选择β＝100，小功率NPN型晶体管，集电极－发射极击穿电压Vceo≥24V，电流≥10mA，Q2选择β＝100，大功率NPN型晶体管，集电极－发射极击穿电压Vceo≥24V，电流≥500mA。

图2-11　三极管恒流电路

4.电容降压与三极管恒流相结合的LED驱动电路

图2-12所示是一种实用的电容降压与三极管恒流相结合的LED驱动电路，输入电压为AC190～260V经C1降压限流整流桥整流C2和C3滤波变为较平滑的直流电负载为40个草帽形白光LED串联，VT为与负载串联的恒流三极管，NTC为负温度系数的热敏电阻当电源接通瞬间，其阻值较大，以限制C2、C3迅速充电而产生的浪涌电流，然后其阻值由于其本身电流产生的功耗发热而下降，这样既可以印制浪涌电流，又可以在正常工作时降低损耗。

图2-12　结合阻容降压三极管恒流电路

此图原理是通过改变三极管的IB电流来控制LED中的电流，存在损耗大的缺点。

5.用三极管恒的LED日光灯驱动电路

下面给出另一种三极管恒流电路并用于LED日光灯电路之中。图2-12中，VZ1、VZ2、VQ1、VQ2、R1、R2构成线性恒流源，它保证了流过每只白光LED的电流相同，得到均匀的亮度。LED驱动电源采用市电直接整流滤波，得到控制LED的直流工作电压，无须升压或降压处理，故电源驱动电路简洁，且电源效率高。所使用的LED是高亮度的白光LED（工作电压范围为：3.0～3.2V），利用94个LED灯珠组成LED日光灯。

图2-13　三极管恒流电路在LED日光灯中的应用

图中线性恒流源电路的采用互补型两端恒流源结构，晶体管VQ1，稳压管VZ1和R1构成一个恒流源，此恒流源给稳压管Z2提供稳定的工作电流，而晶体管VQ2，稳压管VZ2和R2构成另一个恒流源共给稳压管VZ1稳定的工作电流。由于两个恒流源互相稳定对方的稳压管工作点，使稳定电压VZ1和VZ2以及流过该恒流单元的总电流均不再变化，因此可以保证流过LED的工作电流的恒定。