我们在做LED灯珠排布时,常见的下面几中模式,请大家评论一下各种方式的优点和缺点及对灯具的寿命影响!!
【讨论】LED串联并联混联方式对光源性能的影响
图1 优点:电路设计简单,LED的电流分配均匀,LED的工作电流与电源输出电流相当,LED的Vf不用考虑,根据电源电压输出范围,只要不出现大量LED短路,灯具能保证点亮,只是亮度降低。
缺点:有一颗LED开路损坏,整灯不亮,造成熄灯的严重后果。而且,驱动输出电压相对比较高,对铝基板的绝缘要求比较高。
图2 优点:电源输出电压比较低,生产过程简单。当几串的Vf在相同的状态下,整灯工作正常,LED的工作电流不变。
缺点:对LED的Vf要求比较严格。若Vf差别比较大,电流分配既不平均。某一串的Vf相对比较低的情况下,此串工作电流急剧增大,温度过高,光衰严重。若有单颗LED击穿,此串电流剧增,LED会过电流开路,此时,驱动输出的电流全部分配在其他几路LED上,所有LED将工作在过电流状态,Vf相对比较低的一串电流会更大,导致结果,所有LED过热损坏,整灯熄灭,且几乎所有LED光衰严重,无返修价值。若有一颗LED开路,也会照成同样的结果。
图3 优点:采用分路恒流模式,不考虑LED的Vf,若有单颗击穿损坏,不会影响其他LED的正常工作,若有单颗LED开路,此串不亮,其他各串可以正常工作,电流稳定,不影响其他各串的正常工作,不会造成熄灯的严重后果。功能扩展比较方便,恒流模块的附加功能可以进行二次开发,可增加各种保护功能例如温控、时控、调光等功能。
缺点:电路相对复杂,对工人的素质要求相对比较高,成本略有增加。
图4 优点:如果LED的Vf相对接近的话,此电路工作相对比较稳定。并联的越多,此电路稳定性越高。
缺点:如果有一颗LED的Vf比较低,那么这颗LED的工作电流会比较大,造成光衰或过电流开路,对其他的LED影响比较小,并联的同一列电流分配后略有增加,不会造成熄灯的严重后果。
串联的优点在于亮度均匀
串联的优点是同串的LED亮度均一。因为向所有LED供应的电流相同。而且,驱动用IC只需输出一个电流,就能够点亮串联的全部LED,电路的结构简单。除此之外,即使一个LED短路发生短路故障,其他LED仍能继续点亮也是其优点所在。
缺点是驱动电压较高。14个LED 串联时,假设1个LED 的正向压降(VF)为4V,则驱动电压需要56V。如果28个串联,则高达112V。除部分半导体厂商的产品之外,高驱动电压的LED 驱动IC 的可选范围极窄。
除此之外,还存在一个LED 发生断路故障后,串联的LED全部无法点亮的缺点。
并联的优点有两个。一个是能够以低电压同时驱 动多个LED。如果是2串联×14并联的构造,那么,8V的驱动电压可以驱动28个LED。另一个优点是当一个串联LED 因某种原因发生故障时,其他串联的LED 可以继续点亮。也就是说,可以组成不易受故障影响的电路。
缺点也有两个。一个是并联的多个LED串的供电电流难以控制到相同数值,所以每串LED的亮度很可能产生差异。另一个是驱动电路更加复杂。如果并联数量是14,就需要为14个LED串布线。而且,按照电路结构,全部LED串都必须单独进行电压控制和电流控制,从而导致增加成本。