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您當前的位置: 首頁 >> 详细信息   LED灯珠常用的连接方 式优缺点分析!

LED灯珠常用的连接方 式优缺点分析!
  在应用中的配置形 式取决于多方面的因素,其中包括应用要求、LED灯珠参数与数量、 输入电压、效率、散热管理、尺寸与布局限制及光学等。最简单的配置形式是单个LED灯珠,采用这种设 计的应用例多,如汽车内顶灯(地图灯、阅读灯  )等。

   由于实际应用场合 通常需要平面发光,因此需要将多个LED灯珠按照需要排列 组合起来,以满足较大范围、较高亮度、动态显示、色彩变换等应用要求及LED灯珠与配套驱动器 之间的匹配要求。

 

 常见的连接形式  

   一、整体串联形式

 1、简单串联形式

   一般简单的串联连 接形式中的LED1~LEDn首尾相连, LED灯珠工作时流过的 电流相等。对于同规格和批次的LED灯珠来说,虽然单个 LED灯珠上的电压可能 有微小的差异,但是由于LED灯珠是电流型器件 ,因此可以保证各自的发光强度一致。因此,简单的串联形式的LED灯珠就具有电路简 单、连接方便等特点。

   缺点:由于采用串 联形式,当其中一个LED灯珠发生开路故障 时,将造成整个LED灯珠灯串的熄灭, 影响了使用的可靠性。

 2、带并联齐纳二极 管的串联形式

  每个LED灯珠都并联一个齐 纳二极管的改进型串联连接形式。在这种连接方式中,每个齐纳二极管的击穿电压都高于LED灯珠的工作电压 。 在LE灯珠D正常工作时,由于 齐纳二极管VD1~VDn不导通,电流主要 流过LED1~LEDn,当LED灯珠串中有损坏的 LED灯珠所造成灯串开 路时,由于VD1~VDn导通,除了有故障 的LED灯珠外,其他 LED灯珠仍有电流通过 而发光。这种连接方式与简单串联形式比较在可靠性方面得到很大提高。

 二、整体并联形式

 (1)简单并联形式

   简单并联形式 中的LED1~LEDn首尾并联,工作时 每个LED灯珠承受的电压相 等。由LED灯珠的特性可见, 其属于电流型器件,加在LED灯珠上的电压的微 小变化都将引起电流的较大变化。此外,由于受到LED灯珠制造技术的限 制,即使是同一批次的LED灯珠,其性能上的 差异也是有的,因此LED1~LEDn工作时,流过每个 LED灯珠的电流是不相 等的。由此可见,每个LED灯珠电流分配的不 均可能使电流过大的LED灯珠寿命锐减,甚 至烧坏。

   缺点:这种连接方 式虽然较为简单,但是可靠性并不高,特别是对于LED灯珠数量较多的情 况下的应用就更容易造成使用故障。

 (2)独立匹配的并联形 式

   针对简单并联中存在的可靠性问题,独立匹配的并联形 式是一种很好的方式。这种方式中的每个LED灯珠都具有电流独自可 调性(驱动器V+输出端分别为 L1~Ln),保证流过每个 LED灯珠的电流在其要 求的范围内,具有驱动效果好、单个LED灯珠保护完整、故 障时不影响其他的LED灯珠工作、可以匹 配具有较大差异的LED等特点。

   缺点:整个驱动电 路的构成较为复杂,装置的造价高,占用的体积太,不适用于数量较多的LED灯珠电路。

 三、混联形式

   混联形式是综合了 串联形式和并联形式的各自优点而提出的,主要的形式有以下两种。

 (1)先串后并的混联形 式

   当应用的LED灯珠数量较多时, 简单的串联或者并联都不现实,因为前者要求驱动器输出很高的电压(单个LED灯珠电压VF的n倍),后者要求驱动器 输出很大的电流(单个LED灯珠电流IF的n倍)。这给驱动器的设 计和制造都带来困难,并且还牵涉到驱动电路的结构问题和总体的效率问题。串联的LED灯珠数量与单个 LED灯珠的工作电压 VF的乘积nVE决定了驱劝器的输 出电压;并联的LED灯珠串的数量 m与单个LED灯珠的工作电流 IF的乘积mIF决定了驱动器输出 电流,而mIF*nVF值就决定了驱动器 的输出功率。因此,采用混串后并的混联方式主要是既保证有一定的可靠性(每串中的LED灯珠故障最多只影 响本串的正常发光),又保证与驱动电 路的匹配(驱动器输出合适的 电压),比单纯的串联形 式提高了可靠性。整个电路具有结构较为简单、连接方便、效率较高等特点,适用于LED灯珠数量多的应用 场合。

 (2)先并后串的混联形 式

   若干个LED灯珠先并后串的混联形 式。由于LED1-n~LEDm-n先并联连接,提高 了每组LED灯珠故障下的可靠 性,但是由此一来每组并联LED灯珠的均流问题就 至关重要。为此,可以通过配对挑选,将工作电压和电流尽量相同的LED灯珠作为并联的一 组,或者给每个LED灯珠串接小的均流电阻 来解决。这种混联形式具有的其他特点和存在的问题,与先串后并连接形式相类似。

四、交叉阵列形式

   交叉阵列形式主要 是为了提高LED灯珠工作的可靠性 ,降低故障率。主要构成形式是:每串以3个LED灯珠为一组,分别 接入驱动器输出的Va、Vb、Vc输出端。当一串中 的3个LED灯珠都正常时, 3个LED灯珠同时发光;一 旦其中一个或两个LED灯珠效开路时,可 以保证至少有一个LED灯珠正常工作。这 样一来就能够大大地提高每组LED灯珠发光的可靠性 ,也就能够提高整个LED灯珠发光的总体可 靠性。

  不同的连接形式具 有各自不同的特点,并且对驱动器的要求也不相同,特别是在单个LED灯珠发生故障时电 路工作的情况、整体发光的可靠性、保证整体LED灯珠尽量能够继续 工作的能力、减少总体LED灯珠的失效率等就 显得尤为重要。

  总而言之, LED灯珠的群体应用是 LED灯珠实际应用的重 要方式。不同的LED灯珠连接形式对于 大范围LED灯珠的便用和驱动 电路的设计要求等都至关重要。因此,在实际电路的组合中,正确选择相适应的LED灯珠连接方式,对 于提高其发光的效果、工作的可靠性、驱动器设计制造的方便程度以及整个电路的效率等都具有积极的意义。

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