led知識(shí)連接，多顆 LED 常見連接方式

 單顆封裝的大功率、高亮度 LED 的造價(jià)高，并且易形成熱量集中，影響 LED 的壽命，因此存在一定的技術(shù)壁壘，距離大范圍實(shí)用化尚有時(shí)日。目前進(jìn)入實(shí)用化的單顆高亮度 LED 的功率很小，而在實(shí)際使用的場(chǎng)合大部分需要平面發(fā)光，因此必須將多個(gè) LED 按照要求排列組合起來，一方面能夠滿足較大范圍、較高亮度、動(dòng)態(tài)顯示、色彩變幻等應(yīng)用的要求，另一方面能夠滿足 LED 驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)匹配要求。

在應(yīng)用中，由多個(gè) LED 按照一定規(guī)律排列組合常見的連接形式主要有4種。

1．串聯(lián)形式

1）簡(jiǎn)單的串聯(lián)形式

一般簡(jiǎn)單的串聯(lián)連接方式中的LED1~ LEDn 首尾相連，如圖1( a ）所示， LED 工作時(shí)流過的電流相等。對(duì)于同一規(guī)格和批次的 LED 來說，雖然單個(gè)的 LED 上的電壓可能有微小的差異，但是由于 LED 是電流型器件，因此可以保證各自的發(fā)光強(qiáng)度相一致。所以簡(jiǎn)單的串聯(lián)形式的 LED 具有電路簡(jiǎn)單、連接方便等特點(diǎn)。然而，由于采用串聯(lián)形式，所以當(dāng)其中一個(gè) LED 發(fā)生開路故障時(shí)，將造成整個(gè) LED 燈串的熄滅，影響了使用的可靠性。

2）帶并聯(lián)齊納二極管的串聯(lián)形式

每個(gè) LED 都并聯(lián)一個(gè)齊納二極管的改進(jìn)型串聯(lián)連接形式如圖1( b ）所示。在這種連接方式中，每個(gè)齊納二極管的擊穿電壓都高于 LED 的工作電壓。在 LED 正常工作時(shí)，由于齊納二極管VD1~ VDn 不導(dǎo)通，電流主要流過LED1~LEDn,   當(dāng) LED串中有損壞的LED而造成 燈串開路時(shí)，由于 VD1~VDn 導(dǎo)通，除了有故障的LED 外，其他 LED 仍有電流通過而發(fā)光。這種連接方式與圖1(a)   所示的簡(jiǎn)單串聯(lián)形式 比較，在可靠性方面得到了很大提高。

(a) 簡(jiǎn)單串聯(lián)連接方式        (b)  并聯(lián)齊納二極管的串聯(lián)連接方式

圖1 LED  的串聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式

2. 整體并聯(lián)形式

1)簡(jiǎn)單的并聯(lián)形式

簡(jiǎn)單并聯(lián)方式中的 LED1～LEDn 首尾并聯(lián)，如圖2 (a)    所 示，工作時(shí)每個(gè) LED 上承受的電壓相等。由LED 的特性可見，其屬 于電流型器件，加在 LED 上電壓的微小變化都將引起電流的較大變 化。此外由于受到 LED 制造技術(shù)的限制，即使是同一批次的 LED,   其性能上的差異也是存在的，因此 LED1～LEDn 工作時(shí)，流過每個(gè) LED 的電流是不相等的。由此可見，每個(gè) LED電流分配的不均可能 使電流過大的 LED  壽命銳減，甚至燒壞。這種連接方式雖然較為簡(jiǎn) 單，但是可靠性并不高，特別是當(dāng) LED 數(shù)量較多時(shí)應(yīng)用就更容易造 成使用的故障。

2)獨(dú)立匹配的并聯(lián)形式

針對(duì)簡(jiǎn)單并聯(lián)形式中存在的質(zhì)量和可靠性問題，獨(dú)立匹配的并聯(lián) 形式是一種較好的連接方式，如圖2 (b)   所示。這種方式中的每個(gè) LED  都具有電流獨(dú)立可調(diào)性，保證流過每個(gè) LED  的電流在其要求的 范圍內(nèi)。具有驅(qū)動(dòng)效果好、單個(gè)LED 保護(hù)完整、故障時(shí)不影響其他的 LED 工作、可以匹配具有較大差異的 LED  等特點(diǎn)。存在的主要問題 是整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成較為復(fù)雜、裝置的造價(jià)高、占用的體積大，不 適用于數(shù)量較多的LED 電路。

另外，此種連接方式適合采用恒壓驅(qū)動(dòng)，而不適合采用恒流驅(qū)動(dòng) 的形式。因?yàn)槿绻捎煤懔黩?qū)動(dòng)的方式，當(dāng)其中一路發(fā)生開路時(shí)，多 余的電流便會(huì)流過其他 LED,   從而造成其他 LED 亮度的改變，甚至 會(huì)因電流過大而使LED 燈燒壞。

(a)   簡(jiǎn)單并聯(lián)連接方式          (b)   獨(dú)立匹配的并聯(lián)連接方式

 3.混聯(lián)形式

混聯(lián)形式是綜合了串聯(lián)形式和并聯(lián)形式各自的優(yōu)點(diǎn)而提出的，主 要有兩種形式。

1)先串后并的混聯(lián)方式

當(dāng)應(yīng)用的LED  數(shù)量較多時(shí)，簡(jiǎn)單串聯(lián)或者簡(jiǎn)單并聯(lián)都不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)?/span> 前者要求驅(qū)動(dòng)器輸出很高的電壓(單個(gè)LED 電 壓VF的n 倍),后者要求驅(qū)動(dòng)器輸出很大電流(單個(gè) LED 電流 I的 n倍)。這對(duì)于驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì) 和制造都帶來困難，并且還牽涉驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)問題和總體的效率問 題。串聯(lián)的LED 數(shù)量n 與單個(gè)LED 的工作電壓 VF的乘積nVF決定驅(qū)動(dòng) 器輸出電壓；并聯(lián)的LED串的數(shù)量m 與單個(gè)LED 的工作電流IF的乘積 mlp 決定驅(qū)動(dòng)器輸出電流，而 mlF×nVF 的值就決定驅(qū)動(dòng)器的輸出功率。 因此采用先串后并的混聯(lián)方式既保證了電路具有一定的穩(wěn)定性(每串中 的 LED  故障最多只影響本串的正常發(fā)光),又解決了與驅(qū)動(dòng)電路的匹配 問題(驅(qū)動(dòng)器輸出合適的電壓),比單純的串聯(lián)形式提高了燈具可靠性，先串后并的混合連接方式如圖3-10(a) 所示。整個(gè)電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、 連接方便、效率較高，適用于LED 數(shù)量較多的應(yīng)用場(chǎng)合。

2)先并后串的混聯(lián)方式

 先并后串的LED  連接方式是另一種混聯(lián)方式，如圖3 (b)    所示。 由于采用的是先并聯(lián)連接，提高了每組 LED 故障時(shí)的工作可靠性。但這 樣的連接方式，會(huì)給每一組并聯(lián)的 LED帶來均流問題。一種可行的解決 方案是采用配對(duì)挑選的方式，選擇電壓、電流盡量相同的 LED 作為并聯(lián) 的一組，或者給每個(gè) LED  串聯(lián)小的均流電阻來解決。這種混聯(lián)方式的特 點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、效率高、可靠性較好，在日常生產(chǎn)中比較常見。

(a)    先串后并混聯(lián)方式          ( b ) 先并后串混聯(lián)方式

                                                         圖3 led的混聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式

4. 交叉陣列形式

交叉陣列形如圖4所示，主要是為了提高 LED工作的可靠性、 降低故障率提出來的。主要構(gòu)成形式是每串以3個(gè)LED 為 一 組，分別 接入驅(qū)動(dòng)器輸出的 Va 、Vb 、Vc 輸出端。當(dāng)一串中的3個(gè)LED  都 正 常 時(shí)，3個(gè) LED 同時(shí)發(fā)光；一旦其中有一個(gè)或兩個(gè)LED 失效開路時(shí)，可 以保證至少有一個(gè)LED 正常工作。這樣一來就能大大提高每組 LED發(fā)光的可靠性，也就能夠提高整個(gè)LED 發(fā)光的總體可靠性。

                           圖4 交叉陣列形連接方式

綜上所述，為了保證LED 燈具的整體質(zhì)量、提高電路抗干擾的能 力、保證可靠性，多顆LED 的連接方式比較可取的是交叉陣列連接和 混 聯(lián) 連 接 方 式 。http://mvpsportsbooks.com/