LED在應用中的配置形式取決于多方面的因素,,其中包括應用要求,、LED參數(shù)與數(shù)量,、輸入電壓、效率,、散熱管理,、尺寸與布局限制及光學等。最簡單的配置形式是單個LED,采用這種設計的應用例多,,如汽車內(nèi)頂燈(地圖燈,、閱讀燈)等。
由于目前LED的功率和亮度還不是很高,,而實際使用場合通常需要平面發(fā)光,,因此需要將多個LED按照需要排列組合起來,以滿足較大范圍,、較高亮度,、動態(tài)顯示、色彩變換等應用要求及LED與配套驅(qū)動器之間的匹配要求,。
一,、常見的連接" title="連接">連接形式
1、整體串聯(lián)" title="串聯(lián)">串聯(lián)形式
?。?)簡單串聯(lián)形式
一般簡單的串聯(lián)連接形式中的LED1~LEDn首尾相連,,LED工作時流過的電流相等。對于同-規(guī)格和批次的LED來說,,雖然單個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)光強度相一致,,困此,,簡單的串聯(lián)形式的LED就具有電路簡單、連接方便等特點,。然而,,由于采用串聯(lián)形式,當其中一個LED發(fā)生開路故障時,,將造成整個LED燈串的熄滅,,影響了使用的可靠性。
?。?)帶并聯(lián)齊納二極管的串聯(lián)形式
每個LED都并聯(lián)一個齊納二極管的改進型串聯(lián)連接形式如圖2所示,。在這種連接方式中,每個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,,由于齊納二極管VD1~VDn,不導通,,電流主要流過LED1~LEDn,當LED串中有損壞的LED所造成燈串開路時,由于VD1~VDn,導通,,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所示的簡單串聯(lián)形式比較9在可靠性方面得到很大提高,。
2,、整體并聯(lián)形式
(1)簡單并聯(lián)形式
簡單并聯(lián)形式中的LED1~LEDn首尾并聯(lián),,工作時每個LED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上的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制造技術的限制,,即使是同一批次的LED,其性能上的差異也是固有的,,因此LED1~LEDn工作時,誰過每個LED的電流是不相等的,。由此可見,,每個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單。但是可靠性并不高,,特別是對于LED數(shù)量較多情況下的應用就更容易造成使用的故障,。
(2)獨立匹配的并聯(lián)形式
針對簡單并聯(lián)中存在的可靠性問題,,獨立匹配的并聯(lián)形式是一種很好的方式,。這種方式中的每個LED都具有電流獨自可調(diào)性(驅(qū)動器V+輸出端分別為L1~Ln,),保證流過每個LED的電流在其要求的范圍內(nèi),,具有驅(qū)動效果好,、單個LED保護完整、故障時不影響其他的LED工作,、可以匹配具有較大差異的LED等特點,。存在的主要問題是:整個驅(qū)動電路的構成較為復雜,裝置的造價高,,占用的體積太,,不適用于數(shù)量較多的LED電路。
3、混聯(lián)形式
混聯(lián)形式是綜合了串聯(lián)形式和并聯(lián)形式的各自優(yōu)點而提出的,,主要的形式有以下兩種,。
(1)先串后并的混聯(lián)形式
當應用的LED數(shù)量較多時,,簡單的串聯(lián)或者并聯(lián)都不現(xiàn)實,,困為前者要求驅(qū)動器輸出很高的電壓(單個LED電壓VF的n倍),后者要摔驅(qū)動器輸出很大的電流(單個LED電流IF的n倍),。這給驅(qū)動器的設計和制造都帶來困難,,并且還牽涉到驅(qū)動電路的結構問題和總體的效率問題。串聯(lián)的LED數(shù)量刀與單個LED的工作電壓VF的乘積nVE決定了驅(qū)勸器的輸出電壓,;并聯(lián)的LED串的數(shù)量m與單個LED的工作電流IF的乘積mIF決定了驅(qū)動器輸出電流,,而mIF*nVF值就決定了驅(qū)動器的輸出功率。
因此,,采用混串后并的混聯(lián)方式主要是既保證有一定的可靠性(每串中的LED故障最多只影響本串的正常發(fā)光),,又保證與驅(qū)動電路的匹配(驅(qū)動器輸出合適的電壓),比單純的串聯(lián)形式提高了可靠性,。整個電路具有結構較為簡單,、連接方便、效率較高等特點,,適用于LED數(shù)量多的應用場合,。
(2)先并后串的混聯(lián)形式
若干個LED先并后串的混聯(lián)形式如圖6所示,。由于LED1-n~LEDm-n先并聯(lián)連接,,提高了每組LED故障下的可靠性,但是由此一來每組并聯(lián)LED的均流問題就至關重要,。
為此,,可以通過配對挑選,將工作電壓和電流盡量相同的LED作為并聯(lián)的一組,,或者給每個LED串接小的均流電阻來解決,。這種混聯(lián)形式具有的其他特點和存在的問題,與先串后并連接形式相類似,。
(3)交叉陣列形式
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。主要構成形式是:每串以3個LED為一組,,分別接入驅(qū)動器輸出的Va,、Vb、Vc輸出端,。當一串中的3個LED都正常時,,3個LED同時發(fā)光,;一旦其中一個或兩個LED失效開路時,可以保證至少有一個LED正常工作,。這樣一來就能夠大大地提高每組LED發(fā)光的可靠性,,也就能夠提高整個LED發(fā)光的總體可靠性。
2,、不同連接形式的比較
不同的連接形式具有各自不同的特點,,并且對驅(qū)動器的要求也不相同,特別是在單個LED發(fā)生故障時電路工作的情況,、整體發(fā)光的可靠性,、保證整體LED盡量能夠繼續(xù)工作的能力、減少總體LED的失效率等就顯得尤為重要,。表1給出了采用不同連接形式時的相關情況的比較,。
總而言之,LED的群體應用是LED實際應用的重要方式,。不同的LED連接形式對于大范圍LED的便用和驅(qū)動電路的設計要求等都至關重要,。因此,在實際電路的組合中,,正確選擇相適應的LED連接方式,,對于提高其發(fā)光的效果、工作的可靠性,、驅(qū)動器設計制造的方便程度以及整個電路的效率等都具有積極的意義,。
LED發(fā)光模塊故障及解決
一、現(xiàn)象:所有的LED閃爍;
問 題:接觸不良;
解決方法:松動處重新固定或接插;
二,、現(xiàn) 象:LED昏暗;
問 題:1,、LED極性接反了;
2、LED太長;
3,、開關電源" title="電源">電源和LED電壓標號不一致;
解決方法: 1,、確保正、負極接線正確;
2,、減少LED的連接;
3、確保開關電源與LED電壓標號一致性;
三,、現(xiàn) 象:部分線路的LED燈不亮;
問 題:1,、接插方向是否正確;
2、電源輸出接線是否正確;
3,、電源線插反,、接反;
解決方法:1、拆出,重新正確方向接插;
2,、確保紅色線接正極,黑色線接負極;
3,、查出部分插反的線路,重新連接;
四、現(xiàn) 象:所有LED都不亮;
問 題:1、開關電源無電壓輸出;
2,、開關電源輸出接線是否正確;
解決方法: 1,、試電接入開關電源輸入端;
2、電源接線正,、負極是否正確;