需要考慮選擇什么樣的LED驅動器,以及LED作為負載的串并聯方式,合理的設計才能保證LED的正常工作。
1.所有LED串聯
LED驅動器需要輸出更高的電流(如圖1所示)。 當LED的一致性差異較大時,不同LED上分布的電流不同,通過每個LED的電壓相同,LED的色溫一致。
LED串聯形式
當某種LED質量較差、漏電流時,如果采用穩壓驅動(如常用的阻容降容法),由于驅動器的輸出電流保持不變,分布在LED兩端的電流剩余的 LED 會下降,驅動器的輸出電壓也會下降。 減少,很容易損壞所有剩余的 LED。 如果采用恒流LED驅動器電瓶串聯和并聯圖,當某個LED質量較差漏電時,由于驅動器的輸出電壓保持不變,不會影響其余所有LED的正常工作。 當某個LED因質量不好而壞掉時,所有串聯的LED都不會亮。解決辦法是在每個LED兩端并聯一個穩壓管。 事實上,穩壓管的導通電流必須高于LED的導通電流,否則LED不會點亮。
2.所有LED并聯
LED驅動器要求輸出較大的電壓和較低的負載電流(如圖2所示)。 所有LED兩端分布的電流是相同的。 當LED的一致性差異較大時,通過每個LED的電壓不一致,LED的色溫也不同。 可以選擇一致性較好的LED,適合供電電流較小的產品(如太陽能或電池供電)。
當某個LED因質量不良而損壞時,如果采用穩壓LED驅動器(如穩壓開關電源),驅動器的輸出電壓會下降,而不影響其余所有LED的正常工作。 如果采用恒流LED驅動器,由于驅動器的輸出電壓保持不變,分配給其余LED的電壓會下降,導致所有LED容易損壞。 解決方案是并聯盡可能多的 LED。 當某個LED被切斷時,分配給其余LED的電壓并不大,以免影響其余LED的正常工作。 因此,功率LED作為并聯負載時,不宜采用恒流驅動器。
當某個LED質量不好漏電時,所有的LED都不會亮。 但如果有很多個LED并聯,則通過漏電的LED的電壓就足夠大,足以將漏電的LED燒成開路。
3、LED采用混合形式
在需要使用更多LED的產品中,如果所有LED串聯,則需要LED驅動器輸出更高的電流。 如果所有LED并聯,則要求LED驅動器輸出更大的電壓。 將所有的LED全部串聯或者并聯,不僅限制了LED的使用量,而且并聯的LED的負載電壓比較高,驅動器的成本也會大大增加。 解決方案是使用混合形式。
圖4 混合形式
如圖4所示,串并聯的LED數量分布均勻,一串LED上分布的電流相同,通過同一串的每個LED上的電壓基本相同,色溫LED 的數量是一致的。 同時,通過每串LED的電壓也相似。
當一串LED出現劣質漏電流時,無論采用穩壓驅動還是恒流驅動,這串LED都相當于少了一顆LED。 損壞 LED 燈串。 大電壓通過損壞的LED串后,由于通過的電壓較大,通常表現為開路。 當一串LED被切斷后,如果采用穩壓驅動器,驅動器的輸出電壓會下降,而不會影響所有剩余LED的正常工作。
如果采用恒流LED驅動器,由于驅動器的輸出電壓保持不變,分配給其余LED的電壓會下降,導致所有LED容易損壞。 解決方案是并聯盡可能多的 LED。 當某個LED被切斷時,分配給其余LED的電壓并不大,以免影響其余LED的正常工作。
混合連接形式還有另一種連接方法,即LED均勻分布后,先進行并聯分組,然后將各組串聯起來。
當一顆LED質量差、漏電流時,無論采用穩壓驅動還是恒流驅動,所有并聯的LED都不會點亮。 如果采用恒流LED驅動,由于驅動器的輸出電壓保持不變,不僅并聯在這條漏電并聯通道之外的LED電瓶串聯和并聯圖,其余的LED都正常工作。 假設并聯的LED數量較多,且驅動器的驅動電壓比較高,那么通過漏電LED的電壓就會降低,大的電壓通過漏電LED后很容易造成開路。 由于并聯的LED數量較多,如果并聯斷開一顆LED,平均分布電壓并不大,仍能正常工作。 整個LED燈中,只有一顆LED不亮。
如果采用穩壓驅動,LED質量較差,立即出現漏電流,負載也比較小。 并聯一個LED,加到其他LED上的電流就會增大,驅動器的輸出電壓也會大大增加,很有可能所有LED都會立即損壞。 這個漏電的LED被燒壞,驅動器的輸出電壓將恢復正常。 由于并聯的LED數量較多,其中一顆LED斷開的并聯電路平均分布電壓并不大,仍能正常工作。 怎么整個LED燈都亮了,只有一個LED滅了。
通過以上分析可以看出,驅動器與負載LED之間串并聯的選擇非常重要。 恒流驅動電源LED不適合并聯負載。 同樣,穩壓 LED 驅動器也不適合串聯負載。