整数级数形式
(1)简单的级数形式
一般简单的串联形式,led1~ledn首尾相连,工作时流过led的电流相等。对于同规格同批次的led,虽然单个led上的电压可能略有不同,但由于led为电流模式器件,可以保证其各自的发光强度一致。因此,本发明具有电路简单、连接方便的特点。但由于串联,当其中一个led出现开路故障时,整个led串就会熄灭,影响使用的可靠性。
(2)串联形式,带并联齐纳二极管
一种改进的串联形式,其中每个led与一个齐纳二极管并联。在这种连接模式下,每个齐纳二极管的击穿电压高于led的工作电压。led正常工作时,齐纳二极管vd1~vdn不导通,电流主要流经led1~ledn。当led串因led损坏而开路时,由于vd1~vdn导通,除故障led外,其他led仍有电流发光。与简单的串联相比,这种连接的可靠性大大提高。
整体平行形式
(1)简单并联形式
在简单的并联形式中,led1~ledn头尾并联,每个led工作时承受相同的电压。从led的特性可以看出,它属于电流模式器件,施加在led上的电压的微小变化都会引起电流的较大变化。此外,由于led制造工艺的限制,即使是同一批次的led,其性能也存在固有的差异,所以led1~ledn在工作时,通过每个led的电流并不相等。可以看出,每个led的不均匀电流分布可能会降低电流过大的led的寿命,甚至烧坏。虽然这种连接比较简单。但是可靠性不高,特别是对于大量使用led的应用,更容易造成使用故障。
(2)独立匹配的并行形式
针对简单并联存在的可靠性问题,独立匹配并联是一种很好的。这样,每个led都有自己的可调电流(驱动器v的输出端分别为
l1~ln,),保证流经每个led的电流都在其要求的范围内,并且具有驱动效果好,对单个led保护完全,故障时不影响其他led工作,与差异性大的led匹配等特点。主要问题是:整个驱动电路结构复杂,器件成本高,占用体积太大,不适合大量的led电路。
混合系列形式
串并联形式是结合串联形式和并联形式各自的优点而提出的,主要有以下几种形式。
(1)先串联后并联的混合形式
当使用大量led时,简单的串联或并联都是不现实的,因为前者很重要。要求驱动器输出一个很高的电压(n倍于单个led的电压vf),这会导致驱动器输出一个很大的电流(单个led电流)
if的n倍)。这给驱动器的设计和制造带来了困难,还涉及到驱动电路的结构问题和整体效率问题。串联led的数量与单个led的工作电压vf的乘积nve决定了驱动器的输出电压。驱动器的输出电流由并联led串的数量m与单个led的工作电流if的乘积决定,mif*nvf的值决定了驱动器的输出功率。
所以串并联模式主要是保证一定的可靠性(每串led故障最多只影响该串的正常发光)和保证与驱动电路的匹配(驱动器输出合适的电压),相比简单串联模式提高了可靠性。整个电路具有结构简单、连接方便、效率高的特点,适合大量使用led的应用。
(2)先并联后串联的串联形式。
几个led先并联再串联的串联形式。由于led1-n~ledm-n是先并联的,所以提高了每组led在故障下的可靠性,但每组并联led的均流问题很重要。
所以可以通过成对选择,把工作电压和电流尽可能相同的led作为一个并联组,或者在每个led上串联小的均流电阻来解决。这种串联形式的其他特征和问题与串联形式类似。
(3)交叉阵列形式
交叉阵列的形式主要是为了提高led工作的可靠性,降低故障率。主要形式是:每串以3个led为一组,分别接在驱动器的va、vb、vc输出端。当一串中的三个l
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