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使用LED時,其配置形式取決于多種因素,包括 LED參數(shù)和數(shù)量、輸入電壓、效率、散熱管理、尺寸和布局限制以及光學(xué)等。單色 LED是最簡單的配置形式,采用這種設(shè)計的應(yīng)用場合很多,如車內(nèi)頂燈、地圖燈、閱讀燈等。因為在實際的應(yīng)用場合中,通常需要平面發(fā)光,所以需要將多個 LED按需要排列組合,以滿足更大范圍,更高亮度,動態(tài)顯示,色彩轉(zhuǎn)換等應(yīng)用需求,以及 LED與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的匹配要求。接下來小編會給大家介紹一下led燈珠常用的連接方式以及每個方式的優(yōu)缺點。
第一、整體串聯(lián)形式。1、一般簡單串聯(lián)形式1~ LEDn首尾連接在一起, LED工作時流過的電流相等。對同規(guī)格、同批次的 LED而言,雖然單個 LED的電壓差別很小,但由于 LED是電流型器件,可保證各自發(fā)光強(qiáng)度的一致性。所以 LED采用簡單的串聯(lián)形式,具有電路簡單,連接方便等優(yōu)點。(缺點:由于采用串聯(lián)形式,當(dāng)其中一個 LED出現(xiàn)開路故障時,就會導(dǎo)致整個 LED燈串熄滅,影響使用的可靠性。)兩個并聯(lián)齊納二極管的串聯(lián)形式,每一個 LED的改進(jìn)型串聯(lián)形式,每個并聯(lián)一個齊納二極管。采用此連接方式,每個齊納二極管的擊穿電壓均高于 LED的工作電壓。當(dāng) LED正常工作時,由于二極管VD1~ VDn不導(dǎo)通,電流主要通過LED1~ LEDn,當(dāng) LED串內(nèi)有損壞的 LED,導(dǎo)致燈串開路時,除了故障的 LED外,其他 LED也會因VD1~ VDn導(dǎo)通而產(chǎn)生電流通過并發(fā)光。微信公眾號:深圳 LED商會(此聯(lián)接方式與簡單的串聯(lián)形式相比,可靠性大大提高)
第二、簡單并聯(lián)形式。LED1~ LEDn在簡單并聯(lián)形式中首次并聯(lián),每個 LED在工作時都能承受相同電壓的工作。從發(fā)光二極管的特性可以看出,它是一個電流型器件,加到發(fā)光二極管上電壓的微小變化都會引起電流的變化。另外,由于 LED生產(chǎn)工藝的限制,即使是同批生產(chǎn)的 LED也存在性能差異,所以當(dāng)LED1~ LEDn工作時,流過每一個 LED的電流并不相等。這說明每一個 LED電流分布的不均勻都會使 LED壽命急劇下降,甚至燒壞。(缺點:這種連接方式雖然比較簡單,但可靠性不高,尤其是在 LED數(shù)量較多的場合更容易引起使用故障。)獨(dú)立匹配的并聯(lián)形式針對簡單并聯(lián)中存在的可靠性問題,采用獨(dú)立匹配的并聯(lián)形式是一種較好的方法。該模式中的每一個 LED均有單獨(dú)的電流可調(diào)(驅(qū)動器 V+輸出端分別為L1~ Ln),保證流過每一個 LED的電流在其所需的范圍內(nèi),具有驅(qū)動效果好,單個 LED保護(hù)完整,故障時不影響其它 LED的工作,可匹配差異較大的 LED等特點。(缺點:整個驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本較高,占用空間大,不適合大量使用 LED電路)。
第三,混聯(lián)形式是將串聯(lián)形式與并聯(lián)形式各自的優(yōu)點相結(jié)合而提出的,主要有以下兩種形式。第一種方式是先串后并聯(lián),當(dāng)應(yīng)用了更多的 LED之后,簡單的串聯(lián)或并聯(lián)就不切實際了,因為前者需要驅(qū)動器輸出高電壓(單個 LED電壓 VF的 n倍),而后者則需要大電流(單個 LED電流 IF的 n倍)。這些都為驅(qū)動器的設(shè)計和制造帶來了困難,同時也涉及驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)和整體效率問題。串行 LED的數(shù)目與單個 LED的工作電壓 VF的乘積 nVE決定了驅(qū)動程序的輸出電壓;并聯(lián) LED的數(shù)目 m與單個 LED的工作電流 IF的乘積 mIF決定了驅(qū)動程序的輸出電流,而 mIF* nVF值則決定了驅(qū)動程序的輸出功率。所以采用后并串混聯(lián)的方式,主要是保證有一定的可靠性(每串 LED故障最多只能影響到本串的正常發(fā)光),同時保證與驅(qū)動電路的匹配(驅(qū)動器輸出的合適電壓),比單純的串聯(lián)方式更能提高可靠性。微信公眾號:深圳 LED商會(全電路結(jié)構(gòu)更簡單,連接更方便,效率更高,更適合多種應(yīng)用場合)。二是幾種 LED先并后串的混聯(lián)體,幾種 LED先并后串。采用LED1-n~LEDm-n先并聯(lián)方式,可以提高故障情況下每組 LED的可靠性,但這樣一組 LED的均流問題就非常關(guān)鍵。要做到這一點,可以通過選擇最大程度地保持工作電壓和電流不變的一組 LED,或為每個 LED串聯(lián)一個小的均流電阻來實現(xiàn)。(這一混聯(lián)形式的其他特征和存在的問題,同先串后并聯(lián)聯(lián)形式相似。)四交陣列交叉陣列形式主要是為了提高 LED工作的可靠性,降低故障率。其組成形式是:每串以3個 LED為一組,分別接入驅(qū)動器輸出的 Va、 Vb、 Vc三個輸出端。如果3個 LED串聯(lián)正常,則3個 LED同時發(fā)光;一旦其中一個或兩個 LED斷開,則可保證至少一個 LED正常工作。這樣做可以大大提高每組 LED發(fā)光的可靠性,也可以提高整個 LED發(fā)光的可靠性。歸納出各種連接方式各有其特點,且對驅(qū)動器的要求也各不相同,尤其是當(dāng)單個 LED出現(xiàn)故障時,電路的工作狀態(tài),整體發(fā)光的可靠性,保證最大限度地保持整體 LED的工作能力,降低整體 LED的失效率等。總之,群集應(yīng)用是 LED實際應(yīng)用的重要途徑。各種 LED接線形式對廣泛使用 LED以及驅(qū)動電路的設(shè)計要求等都是至關(guān)重要的。在實際的電路組合中,正確地選擇合適的 LED連接方式,對提高 LED的發(fā)光效果、工作可靠性、驅(qū)動設(shè)計與制造的便捷性和整體電路的效率都有積極的意義。