揭秘LED常用的幾大連接方式以及相應故障排查

LED在應用中的配置形式取決于多方面的因素，其中包括應用要求、LED參數與數量、輸入電壓、效率、散熱管理、尺寸與布局限制及光學等。最簡單的配置形式是單個LE，采用這種設計的應用例多，如汽車內頂燈(地圖燈、閱讀燈)等。

由于目前LED的功率和亮度還不是很高，而實際使用場合通常需要平面發光，因此需要將多個LED按照需要排列組合起來，以滿足較大范圍、較高亮度、動態顯示、色彩變換等應用要求及LED與配套驅動器之間的匹配要求。

常見的連接形式

1、整體串聯形式

(1)簡單串聯形式

一般簡單的串聯連接形式中的LED1~LEDn首尾相連，LED工作時流過的電流相等。對于同-規格和批次的LED來說，雖然單個LED上的電壓可能有微小的差異，但是由于LED是電流型器件，因此可以保證各自的發光強度相一致，困此，簡單的串聯形式的LED就具有電路簡單、連接方便等特點。然而，由于采用串聯形式，當其中一個LED發生開路故障時，將造成整個LED燈串的熄滅，影響了使用的可靠性。

(2)帶并聯齊納二極管的串聯形式

每個LED都并聯一個齊納二極管的改進型串聯連接形式。在這種連接方式中，每個齊納二極管的擊穿電壓都高于LED的工作電壓。在LED正常工作時，由于齊納二極管VD1~VDn，不導通，電流主要流過LED1~LEDn,當LED串中有損壞的LED所造成燈串開路時，由于VD1~VDn導通，除了有故障的LED外，其他LED仍有電流通過而發光。這種連接方式與簡單串聯形式比較在可靠性方面得到很大提高。

整體并聯形式

(1)簡單并聯形式

簡單并聯形式中的LED1~LEDn首尾并聯，工作時每個LED承受的電壓相等。由LED的特性可見，其屬于電流型器件，加在LED上的電壓的微小變化都將引起電流的較大變化。此外，由于受到LED制造技術的限制，即使是同一批次的LED,其性能上的差異也是固有的，因此LED1~LEDn工作時，誰過每個LED的電流是不相等的。由此可見，每個LED電流分配的不均可能使電流過大的LED壽命銳減，甚至燒壞。這種連接方式雖然較為簡單。但是可靠性并不高，特別是對于LED數量較多情況下的應用就更容易造成使用的故障。

(2)獨立匹配的并聯形式

針對簡單并聯中存在的可靠性問題，獨立匹配的并聯形式是一種很好的方式。這種方式中的每個LED都具有電流獨自可調性(驅動器V+輸出端分別為 L1~Ln,)，保證流過每個LED的電流在其要求的范圍內，具有驅動效果好、單個LED保護完整、故障時不影響其他的LED工作、可以匹配具有較大差異的LED等特點。存在的主要問題是：整個驅動電路的構成較為復雜，裝置的造價高，占用的體積太，不適用于數量較多的LED電路。

混聯形式

混聯形式是綜合了串聯形式和并聯形式的各自優點而提出的，主要的形式有以下兩種。

(1)先串后并的混聯形式

當應用的LED數量較多時，簡單的串聯或者并聯都不現實，困為前者要求驅動器輸出很高的電壓(單個LED電壓VF的n倍)，后者要摔驅動器輸出很大的電流(單個LED電流 IF的n倍)。這給驅動器的設計和制造都帶來困難，并且還牽涉到驅動電路的結構問題和總體的效率問題。串聯的LED數量刀與單個LED的工作電壓VF的乘積nVE決定了驅勸器的輸出電壓；并聯的LED串的數量m與單個LED的工作電流IF的乘積mIF決定了驅動器輸出電流，而mIF*nVF值就決定了驅動器的輸出功率。

因此，采用混串后并的混聯方式主要是既保證有一定的可靠性(每串中的LED故障最多只影響本串的正常發光)，又保證與驅動電路的匹配(驅動器輸出合適的電壓)，比單純的串聯形式提高了可靠性。整個電路具有結構較為簡單、連接方便、效率較高等特點，適用于LED數量多的應用場合。

(2)先并后串的混聯形式

若干個LED先并后串的混聯形式。由于LED1-n~LEDm-n先并聯連接，提高了每組LED故障下的可靠性，但是由此一來每組并聯LED的均流問題就至關重要。

為此，可以通過配對挑選，將工作電壓和電流盡量相同的LED作為并聯的一組，或者給每個LED串接小的均流電阻來解決。這種混聯形式具有的其他特點和存在的問題，與先串后并連接形式相類似。

(3)交叉陣列形式

交叉陣列形式主要是為了提高LED工作的可靠性，降低故障率。主要構成形式是：每串以3個LED為一組，分別接入驅動器輸出的Va、Vb、Vc輸出端。當一串中的3個LED