1、概述

恒流二極管（Constant-currentDiode,CCD或CRD或CLD） 是近年來新上市的一種半導體恒流器件， 它能在很寬的電壓范圍內輸出恒定的電流， 并具有很高的動態阻抗。由于它的恒流性能好、價格較低、使用簡便，  因此目前已被廣泛用于恒流源、穩壓源、放大器以及電子儀器的保護電路中。

2、什么是恒流二極管 

圖1恒流二極管符號和簡化圖

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2所示。 

圖2恒流二極管的等效電路

其內阻為Z，并聯的電容大約為4-10pF。其典型的伏安特性如圖3所示。

 

圖3恒流二極管的典型伏安特性

它在某一個電壓范圍內有一段恒流區間，在這個區間，流經的電流幾乎不變，VL為到達IL的電壓值，IL大約為0.8Ip，Vb為擊穿電壓值。但是實際的恒流二極管并不是那么理想。圖4是美國Supertex的CL1恒流二極管的特性。它的電流仍然會隨電壓而有所增加。

 

圖4實際的恒流二極管的伏安特性

恒流二極管的另一個特性就是它的溫度特性，溫度特性通常用相對值/℃或絕對值uA/℃來表示。這個溫度系數通常是負值。其值取決于恒流的值，恒流值越大，溫度系數也越大，通常在-0.4～-0.6之間。為了達到恒流的目的當然不希望電流隨溫度變動，所以通常需要采用溫度補償措施（圖5）。

 

圖5恒流二極管的溫度補償措施

采用溫度補償以后就可以把電流的溫度系數降低到很小的數字，例如Supertex公司的CL1的電流溫度系數只有-8.5uA/℃。

3、幾種恒流二極管的參數

下面列出幾種常用的恒流二極管的參數，這些商品在立創商城上都有現貨！ 

4、使用恒流二極管時的性能擴展

在選用現有的各種型號恒流二極管時經常遇到所需要的電流或電壓不能滿足要求的情況。下面介紹幾種方法解決這些問題。

4.11增高電流

使用一只恒流二極管只能提供幾毫安的恒定電流，若將幾只恒流管并聯使用，則可以擴大輸出電流。需要指出，將幾只恒流二極管并聯使用時，恒流源的起始電壓等于這些管子中的最大值，而正向擊穿電壓則等于這些管子中的最小值。此外，在擴展電流的同時，恒流源的動態阻抗將變小。（圖6） 

圖6多個恒流二極管并聯以增大電流

但是這會增加成本，因為恒流二極管比較貴。另一個簡單的方法，就是用一個晶體三極管（http://m.qdjpair.com/catalog/326.html）來加大電流。圖7表明了采用NPN和PNP三極管進行電流放大的電原理圖。

 

圖7采用NPN和PNP三極管加大恒流電流

它們實際上都是利用小電流恒流二極管提供三極管的基極電流，經過三極管放大β倍以后再供給負載。

4.22增高耐壓

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

4.2.1.1串聯齊納管

最簡單的方法就是和恒流二極管串聯一個齊納二極管來提高耐壓（圖8） 

圖8采用齊納二極管來增高耐壓

這種方法可將起始電壓提高到齊納二極管的電壓V2，但是在低于這個電壓時，也就無法恒流。

4.2.2.2交流電AC直接驅動LED 

4.2.3.3串聯一個MOS管來增加耐壓 

圖10串聯一個MOS管來增加恒流二極管的耐壓

4.2.4.4采用恒流二極管時的PWM調光 

圖11用PWM信號來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斷管腳的至少3條管腳的恒流二極管。

五、總結

采用恒流二極管作為LED的恒流驅動具有結構簡單，成本低廉的優點。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。負載只能是多個小功率LED的串聯或是采用集成的“高壓LED”而且，如果直接采用交流整流，電容濾波的方案，會有功率因素不高的缺點，而必須采用無源功率因素補償的方案。這些都是在使用時需要考慮的。