LED電路的組成及性能

一、電路組成

在需要使用比較多的LED產(chǎn)品時(shí)，如果將所有的LED串聯(lián)，將需要LED驅(qū)動(dòng)器輸出較高的電壓:如果將所有的LED并聯(lián)，則需要LED驅(qū)動(dòng)器輸出較大的電流。將所有的LED串聯(lián)或并聯(lián)，不但限制著LED的嚴(yán)使用量，而且并聯(lián)LED負(fù)載電流較大，驅(qū)動(dòng)器的成本也會(huì)增加，解決辦法是采用混聯(lián)方式。串、并聯(lián)的LED數(shù)量平均分配，這樣，分配在一個(gè)LED串聯(lián)支路上的電壓相同，同一個(gè)串聯(lián)支路中每個(gè)LED上的電流也基本相同，亮度一致，同時(shí)通過(guò)每個(gè)串聯(lián)支路的電流也相近。

二、電路性能分析

當(dāng)某一串聯(lián)支路上有一只LED品質(zhì)不良而短路時(shí)，不管采用穩(wěn)壓式驅(qū)動(dòng)方式還是恒流式驅(qū)動(dòng)方式，通過(guò)該串聯(lián)電路的電流將增大，很容易損壞該串聯(lián)支路中的LED。大電流通過(guò)損壞的這串LED后，由于通過(guò)的電流較大，多表現(xiàn)為斷路。斷開(kāi)一個(gè)LED串聯(lián)支路后，如果采用穩(wěn)壓式驅(qū)動(dòng)方式，驅(qū)動(dòng)器的輸出電流將減小，而不影響余下的所有LED正常工作。

如果采用恒流式LED驅(qū)動(dòng)方式，由于驅(qū)動(dòng)器的輸出電流保持不變，分配在余下的LED中的電流將增大，容易損壞所有的LED。解決辦法是盡量多并聯(lián)LED，這樣當(dāng)斷開(kāi)某一只LED時(shí)，分配在余下的LED中的電流不大，不至于影響余下的LED正常工作。

這種先串聯(lián)后并聯(lián)的線路的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單、亮度穩(wěn)定、可靠性高，并且對(duì)器件的一致性要求較低，不需要特別挑選器件，即使個(gè)別LED單管失效，對(duì)整個(gè)發(fā)光組件的影響也較小。在工作環(huán)境因素變化較大的情況下，使用這種連接形式的發(fā)光元件效果較為理想。

混聯(lián)方式還有另外一種接法，即是將LED平均分配后分組并聯(lián)，再將每組串聯(lián)在一起。當(dāng)有一只LED品質(zhì)不良而短路時(shí)，不管是采用穩(wěn)壓式驅(qū)動(dòng)方式還是恒流式驅(qū)動(dòng)方式，并聯(lián)在這一支路中的LED將全部不亮。如果采用恒流式LED驅(qū)動(dòng)方式，由于驅(qū)動(dòng)器的輸出電流保持不變，除了并聯(lián)在短路LED上的這一并聯(lián)支路外，其余的LED均正常工作。假設(shè)并聯(lián)的LED數(shù)量較多，驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流較大，通過(guò)這只短路的LED的電流將增大。大電流通過(guò)這只短路的LED后，很容易就變成斷路。由于并聯(lián)的LED較多，斷開(kāi)一只LED后，平均分配電流變化不大，其余的LED依然可以正常工作，那么在整個(gè)LED燈中僅有一只LED不亮。

先并后串混合連接構(gòu)成的發(fā)光元件的問(wèn)題主要是在單組并聯(lián)LED中，由于器件和使用條件的差別，單組中個(gè)別LED芯片可能喪失PN結(jié)特性，出現(xiàn)短路。個(gè)別器件短路會(huì)使未失效的LED失去工作電流IF''導(dǎo)致整組LED熄滅，總電流全部從短路器件中通過(guò)，而較長(zhǎng)時(shí)間的短路電流又會(huì)使器件內(nèi)部的鍵合金屬絲或其他部分燒毀，出現(xiàn)開(kāi)路。這時(shí)，未失效的LED重新獲得電流，恢復(fù)正常發(fā)光，只是工作電流IF較原來(lái)大一點(diǎn)。這就是這種連接形式的發(fā)光元件出現(xiàn)先是一組中幾只LED一起熄滅，一段時(shí)間后除其中一只LED不亮外，其他LED又恢復(fù)正常的原因。

三、驅(qū)動(dòng)器的選擇

通過(guò)以上分析可知，驅(qū)動(dòng)器與負(fù)載LED串/并聯(lián)方式的搭配選擇是非常重要的，以恒流方式驅(qū)動(dòng)功率型LED時(shí)，不適合采用并聯(lián)負(fù)載:同樣，穩(wěn)壓式LED驅(qū)動(dòng)器不適合選用串聯(lián)負(fù)載。