它的缺点是效率比较低。
1. 采用恒流二极管的非隔离恒流源
恒流二极管是一种线性恒流源，它的恒流作用可以用来驱动LED。
最简单的方法就是把恒流二极管直接和LED串联。
但是我们在用于LED驱动时必须注意选择恰当的电流和耐压。
最低电压
因为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。
最高电压
因为恒流二极管必须能吸收掉电源电压的变化，对于同样的百分比，220V就要比110V的变化范围大一倍。
例如对于+10%~-20%的变化范围，对于220V就意味着22+44=66V的变化范围，经过桥式整流以后这个变化还会加大1.2倍，变成79.2V。
而对于110V电源，同样的变化范围只相当于39.6V的变化范围。
电压越低，就意味着功耗越小，效率越高。
所以可以说恒流二极管更适用于110V市电的国家。
最大电流
因为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。
即使能够提供，它的功耗也过大而使整体效率大为降低。
恒流二极管最适用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5就是一种用于吸顶灯的恒流二极管驱动源。
其负载是80颗3022串联，总功率为16W。
所用的恒流二极管也是恒流在60mA。
假如手头的恒流二极管只有30mA的，就需要2串并联。
图5.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，当然也可以消除因为LED负温度系数所引起的电流增大。
但是因为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，它的工作电压范围还要减去它的最小工作电压10V，可用的电压范围也就只有90V。
用在220V市电电源里，如果市电变化+10%，~-20%，就相当于整流后为290~211V，电压变化79V，在其耐压范围内。
假如所用的LED为80颗，如果正向电压为3.3V，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。
但是这时候恒流二极管的压降不大所以并不消耗很多功率。
所以效率还是很高的。
前面假定了LED的正向压降为3.3V，实际上即使其额定为3.3V，在开机一段时间以后，因为结温的升高，正向压降就会降低至3.1V甚至3.0V。
一个采用恒流二极管的8W电源的实测结果如下表所示：
由表中可见，采用恒流二极管以后其最高效率的确可以做到非常高。
是一种值得选用的电源。
为了在220V得到最高的效率，看来应该串联90个以上的LED。
各种恒流二极管的参数如下表所示：
2.采用高压直接降压的开关式恒流源
由交流直接整流得到的电压是264V，这时候可以采用直接降压的高压Buck电路来恒流。
a）PAM99700
图6.采用美国PAM公司的PAM99700的高压Buck的电路图。
这个电路的特点是效率高达90%，功率因数也大于0.9以上。
外部电路也很简单。
可以驱动多达40个1W的LED。
一个采用PAM99700的LED吸顶灯照片如图7所示。
它是采用24串7并的3014型LED，总功率16.8W。
右下角的蓝色印制板是红外遥控接收器。
图7.采用PAM99700作为恒流驱动源的LED吸顶灯
它的实测结果如下<图8）：
图8.效率、功率因素和LED电流和输入电压的关系
b）HV9861A
最近美国Supertex公司推出了新款高压降压芯片HV9861A以取代HV9910B.它采用了均值取样从而提高了恒流精度至+/-3%。
它的电路图如图9所示。
图9.HV9861A直接降压式电路图
这个电路可以驱动21个1W的LED。
其主要指标如下：
其输出LED电流以及效率随输入电压的变化如图10所示。
图10.输出电流和效率随输入电压的变化
因为电路中没有采用无源功率因数校正，所以功率因数比较低。
这个电路也没有采用为减小EMI所需的滤波器，如果加上这两项以后都会降低其效率。
所有这些非隔离式电源因为在LED负载上会触摸到市电，所以有严格的安规检验，尽管采用良好的绝缘可以满足安规的要求，但是欧盟IEC61347-2-13（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。
隔离式电源
最近美国TI公司推出了一种隔离式恒流源芯片TPS92070，它的电路图如图11所示。
图11.TPS92070实际应用电路图
输入：
90-264VAC
输出：
25V,350mA
效率：
>85%
1. 可调光隔离式恒流源
iW3614
其电路图如图12所示。
图12.iW3614应用电路图
输入：
100-120VAC或220-240VAC
输出：
25V,400mA
效率：
>82%
PF：
>0.9非调光模式，调光模式时取决于可控硅。
THD：
满足IEC61000-3-2
调光兼容RC、R、RL
λLT3799
今年2月美国凌特公司宣布了一个用于LED恒流驱动的IC
图13可用于高功率LED吸顶灯的反激式隔离型恒流电源
这个电路图是一个给24瓦吸顶灯用的演示板的电路图。
其主要技术指标如下：
它的演示版的布置图如图14所示。
具体应用时当然也可以设计成圆形。
图14.LT3799的演示版
这个市电恒流源因为功率大，而且可以适应4-100W的宽功率范围<这是吸顶灯的功率范围），所以一定是采用外置MOS开关管，而且也因为功率大，所以要求采用功率因数校正对于不同的功率，除了要选择不同的MOS管外，还要求选择不同大小的变压器。
变压器加大了整个恒流源的体积和重量，降低了效率。
但是这是为隔离市电所必需的。
六、LED吸顶灯的调光
目前全世界很多知名的LED恒流驱动芯片公司都花了很大的力气开发出了很多可以和各种可控硅调光的所谓Triac配合以进行调光的芯片。
然而这也是一种相当可悲而又可笑的事。
因为可控硅是上世纪六十年代的产品，本身是一种相当古老而落后的器件。
它的确可以用来和白炽灯配合进行调光，可是它在调光的过程中会破坏正弦波的波形因而引起系统的功率因数降低，而且还会在线路上产生很大的干扰信号。
在白炽灯调光时因为白炽灯的亮度只是由电源电压的有效值决定，所以可以跟着可控硅的导通角调光，而且对于可控硅来说，白炽灯是一个理想的纯阻负载，也不会对它的工作有什么影响。
可是换成LED以后就产生了一系列的问题，首先带整流器的LED是一个容性负载，对可控硅有很大影响，在低负载时就会不稳定触发，除非并联一个电阻。
但会进一步降低系统的效率（增加1-2W功耗>。
为了使得LED也能配合可控硅调光就必须把带整流器的整套恒流电源系统的功率因数提高到看上去接近纯阻负载。
所以很多公司开发出有源功率因数校正芯片。
使得LED整个系统的功率因数达到0.9以上。
不少人误以为采用功率因数校正以后，连同可控硅在内的整个系统的功率因数都可以达到0.9以上。
这完全是误解了，即使是纯阻负载接上可控硅以后功率因素也会随调光而降低。
下面是可控硅调光过程中，带功率因数校正（达0.96>的LED球泡灯的整套系统<包括可控硅在内）的功率因数的变化<附带也有白炽灯的数据以供比较）。
由表中可知，不管是经过功率因数校正的LED灯，还是白炽灯，在一开始时功率因数都可以达到0.96以上。
但随着可控硅的调光，其功率因数逐步降低，到无法再调光时，功率因数低至0.48和0.566。
所以作为整个系统来说，其功率因素指标是不符合美国能源之星的要求的。
全世界的各种可控硅调光器多达几十种，上百种。
很多LED灯为了和这些可控硅兼容，不知道做了多少实验和改进，但最后还是吃力不讨好。
因为国外的人工很贵，所以也可以认为这是不得已的做法，但是在中国完全可以采取另一些更先进的做法。
为了要对LED调光，可以有很多办法，这些方法都没有可控硅的缺点。
下面介绍几种最常用的方法：
6.1采用脉宽调制PWM调光
LED是一个二极管，它可以实现快速开关。
它的开关速度可以高达微秒以上。
是任何发光器件所无法比拟的。
因此，只要把电源改成开关恒流源，用改变脉冲宽度的方法，就可以改变其亮度。
这种方法称为脉宽调制图15表示这种脉宽调制的波形。
假如脉冲的周期为tpwm，脉冲宽度为ton，那么其工作比D<或称为孔度比）就是ton/tpwm。
改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度。
图15.用改变脉冲宽度的方法来改变LED的亮度
具体实现PWM调光的方法就是在LED的负载中串入一个MOS开关管<图16），这串LED的阳极用一个恒流源供电。
图16.用PWM信号快速通断LED串
然后用一个PWM信号加到MOS管的栅极，以快速地开关这串LED。
从而实现调光。
也有不少恒流芯片本身就带一个PWM的接口，可以直接接受PWM信号，再输出控制MOS开关管。
那么这种PWM调光方法有那些优缺点呢？
1．不会产生任何色谱偏移。
因为LED始终工作在满幅度电流和0之间。
2．可以有极高的调光精确度。
因为脉冲波形完全可以控制到很高的精度，所以很容易实现万分之一的精度。
3．可以和数字控制技术相结合来进行控制。
因为任何数字信号都可以很容易变换成为一个PWM信号。
4．即使在很大范围内调光，也不会发生闪烁现象。
因为不会改变恒流源的工作条件<升压比或降压比），更不可能发生过热等问题。
具体获得PWM信号的方法为在墙上的PWM开关和电位器里安装一个PWM发生器。
这个PWM发生器可以很容易地用一个555芯片形成<图17）。
图17.用555构成一个PWM发生器
这个发生器的指标如下：
1.输入电源：
10-36V，20mA
2.输出信号：
200Hz的PWM信号，0-100%，5V<也可为10V）
3.控制路数：
可控制5-10个可调光恒流源
4.线路长度：
10-20m
5.开关：
可直接控制220V电源开或关
所以，它需要三根线和灯具连接。
假如还要开关灯具，就可以采用带开关电位器，不过这样一来总共需要有5根线连接到灯具。
如果要利用原来墙上开关，就要再增加三根线，这是它的主要缺点。
它的优点是可以用一个控制器来控制5-10个灯具。
6.2分段式开关调光
为了利用现有的墙上开关和墙内的两根线，台湾有一家公司推出了一种称之为EZ-Dimming的GM6182的四段开关调光不失为一种好方案。
它只利用墙上的普通电灯开关就能实现4段调光，第一次开为全亮，第二次快速开关为60%亮度，第三次快速开关为40%亮度，第四次快速开关为20%亮度。
这种系统的优点是可以利用普通的墙上开关实现调光。
而且其功率因素高达0.92以上。
没有产生干扰信号之虑。
缺点是无法连续调光。
还有操作麻烦一些。
它实际上可以和恒流源设计在一起<图18）。
图18.分段调光的恒流源GM6182
其指标如下：
6.3红外遥控调光
LED吸顶灯作为一种高档商品，采用红外遥控调光更能凸显其高档性。
不愧为一种理想的选择。
一个红外遥控发射机电路如图19所示。
图19.一个红外遥控发射机电路图
红外遥控接收电路如图20所示。
图20. 红外遥控接收电路图
虽然红外遥控可以实现采用PWM连续调光，但在实际使用时，也可以用作分段调光。
七、LED吸顶灯的指标和性能
一个LED灯具最重要的性能指标就是它的整体光效。
所谓整体光效就是输出光通量<以流明表示）和输入电功率之比，单位是每瓦流明数lm/W。
它不但包括了LED本身的发光效率，
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