LED连接方式与LED驱动电源的“相亲大会”

大家都知道相亲，相亲最重要的就是合适，不论外貌、性格还是背景，都要彼此满意。只有互相看对眼，匹配性高，双方都满意才能有一个美满的结果。同样的，在设计 LED 照明系统时，需要考虑作为负载的 LED 连接方式及相对应的驱动电源，只有这两部分合理配合设计，才能保证 LED 照明系统正常工作。其中 LED 作为负载时的连接方式，直接关系到 LED 的可靠性和寿命。当许多 LED 连接作为负载时，驱动电路的输出供电电压须与电路中电流匹配，保证每个 LED 亮度相同。

LED 驱动电源实质是在不同场合下输入电压电流通过电路变换满足负载要求，驱动负载正常工作。LED驱动电源可分为两种驱动方式：

恒流式：电流不变电压在一定范围内变化（随负载变化）

恒压式：电压不变电流在一定范围内变化（随负载变化）

当 LED 作负载时有以下三种连接方式：串联式，并联式，串并混联式。

串联式特点：

图1 串联式连接方式

每颗LED的端电压可能不同（当LED不一致时，每颗LED分配的端电压不同），电流相同，LED亮度一致；

要求LED驱动器输出较高的电压；

如某一颗LED出现问题，发生短路。恒压式驱动下，由于输出电压不变，则剩余LED两端电压升高，驱动器输出电流增大，易导致损坏余下所有LED;

如某一颗LED出现问题，发生短路。恒流式驱动下，由于输出电流不变，不影响余下所有LED正常工作；

如某一颗LED出现问题，发生断路。由于是串联式，所有的LED灯都不亮。解决方法在每个LED两端并联一个齐纳管，如图1右图。

并联式特点：

图2 并联式连接方式

每颗LED的端电压相同，电流可能不同（当LED不一致时，通过每颗LED的电流不同），LED亮度不同；

要求LED驱动器输出较大的电流，负载电压较低；

适用于电源电压较低的产品；

如某一颗LED出现问题，发生断路。恒压式驱动下，由于输出电压不变，输出电流减小，不影响余下所有LED正常工作；

如某一颗LED出现问题，发生断路。恒流式驱动下，由于输出电流不变，通过余下每颗LED的电流增大，易损坏所有LED。解决方法是尽量多并联LED。

功率型LED做并联负载时，不宜选用恒流式驱动器；

如某一颗LED出现问题，发生短路。所有的LED将不亮，如果并联LED数量较多，通过断路的LED电流较大，足以将短路的LED烧成断路。

串并混联方式特点：

串并联混联方式

图3 混联式连接方式

串并联的LED数量平均分配，分配在一串LED上的电压相同，通过同一串每颗LED上的电流也基本相同，LED亮度一致，通过每串LED的电流也相近；

当某一串联LED上有一颗出现问题，发生短路。不论采用恒压式还是恒流式驱动，这串LED相当于少了一颗LED，通过这串LED的电流增大，易损坏这串LED。如是大电流通过，这串LED最后多表现为断路；

当某一串联LED上有一颗出现问题，发生断路。恒压式驱动下，由于输出电压不变，驱动器输出电流减小，不影响余下所有LED正常工作；

当某一串联LED上有一颗出现问题，发生断路。恒流式驱动下，由于输出电流不变，分配在余下LED的电流增大，易损坏。解决方法是尽量多并联LED;

并串联混联方式

图4 混联式连接方式

将LED平均分配，分组并联，再将每组串联在一起；

当某一串联LED上有一颗出现问题，发生短路。不论采用恒压式还是恒流式驱动，并联在这一路的LED将全不亮。

当某一串联LED上有一颗出现问题，发生短路。如果采用恒流式驱动，由于输出电流不变，除了并联在短路LED的这一并联支路外，其余的LED正常工作；

当某一串联LED上有一颗出现问题，发生短路。如果采用恒压式驱动，短路瞬间，负载相当于少并联一路LED，加在其余LED上的电压增高，驱动器输出电流增大，极可能立刻损坏所有LED；

通过以上分析，驱动器与负载LED串并联方式搭配选择非常重要，恒流式驱动功率型LED是不适合采用并联负载的；同样的，恒压式LED驱动器不适合选用串联负载。选择适宜的连接方式，对于 LED 照明系统的可靠性、LED 发光效率及驱动电路的设计等具有积极的意义。