LED采用全部串联方式如图2-20所示,即将多个LED的正极对负极连接成串,其优点通过每个LED的工作电流一样,一般应串入限流电阻R,要求LED驱动器输出较高的电压。当LED的一致性差别较大时,分配在不同LED两端的电压也不同,但通过每只LED的电流相同,各LED的亮度一致。
假定有8只LED,采用电阻限流电路,即电阻R与LED灯串串联。设计正向电流IF=20mA为目标值,单只LED的正向电压VF=2.0V,则VLED=8×VF=16.0(V),VR=IF×R=20×200=4.0(V),VCC=VLED+VR=20.0(V)。当单管VF的离散性较大时,假设VLED=15.6~16.4V,则VR=4.4~3.6V,很容易计算出IF=22~18mA。可以看出,单个LED的光强变化量在10%以内,基本上保持发光组件亮度均匀。
图2-20 LED串联方式(www.xing528.com)
当某一只LED品质不良短路时,如果采用稳压驱动方式(如常用的阻容降压方式),由于驱动器输出电压不变,那么分配在剩余的LED两端的电压将升高,驱动器的输出电流将增大,容易损坏余下所有的LED。仍然以上述灯串为例,VLED=14V,则VR=6V,IF=VR/R=30mA。由于短路而造成IF上升时,单个LED的VF随IF的增加而增加,VLED应高于14V,则VR小于6V,灯串电流应小于30mA,具体电流值与所采用的LED单管有关,试验中测得为28mA左右。当然,如采用恒流方式驱动LED,当某一只LED因品质不良而短路时,由于驱动器输出电流保持不变,不影响剩余LED正常工作。
当某一只LED品质不良断开后,从原理上讲,LED开路的可能性极小,串联在一起的LED将全部不亮。解决的办法是在每只LED两端并联一个齐纳管,如图2-20的a图所示。齐纳管的导通电压需要比LED的导通电压高,否则LED就不亮了。
当前很多厂家生产的LED灯类产品(比如小夜灯、护栏、灯杯、投射灯)都采用阻容降压方式,然后加上一个稳压二极管稳压,向LED供电。这种驱动LED的方式存在极大缺陷,就是无法提供大电流驱动,因为电流越大,消耗在降压电阻上的电能就越大,所以很多产品中的LED不采用并联方式,而采用串联方式降低电流。
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