LED燈珠的連接方式及故障排查
LED燈珠的連接方式及故障排查
LED在應(yīng)用中的配置形式取決于多方面的因素,，其中包括應(yīng)用要求,、LED參數(shù)與數(shù)量,、輸入電壓、效率,、散熱管理,、尺寸與布局限制及光學(xué)等。最簡單的配置形式是單個LE,，采用這種設(shè)計的應(yīng)用例多,，如汽車內(nèi)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(fā)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(tài)顯示,、色彩變換等應(yīng)用要求及LED與配套驅(qū)動器之間的匹配要求,。
一、常見的連接形式
1,、整體串聯(lián)形式
(1)簡單串聯(lián)形式
一般簡單的串聯(lián)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(guī)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(fā)光強度相一致,，困此,，簡單的串聯(lián)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(lián)形式，當其中一個LED發(fā)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(lián)齊納二極管的串聯(lián)形式
每個LED都并聯(lián)一個齊納二極管的改進型串聯(lián)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(dǎo)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(dǎo)通,，除了有故障的LED外,，其他LED仍有電流通過而發(fā)光。這種連接方式與簡單串聯(lián)形式比較在可靠性方面得到很大提高,。
2,、整體并聯(lián)形式
(1)簡單并聯(lián)形式
簡單并聯(lián)形式中的LED1~LEDn首尾并聯(lián)，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(shù)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(shù)量較多情況下的應(yīng)用就更容易造成使用的故障。
(2)獨立匹配的并聯(lián)形式
針對簡單并聯(lián)中存在的可靠性問題,，獨立匹配的并聯(lián)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(diào)性(驅(qū)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(nèi),，具有驅(qū)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(qū)動電路的構(gòu)成較為復(fù)雜,，裝置的造價高，占用的體積太,，不適用于數(shù)量較多的LED電路,。
3、混聯(lián)形式
混聯(lián)形式是綜合了串聯(lián)形式和并聯(lián)形式的各自優(yōu)點而提出的,，主要的形式有以下兩種,。
(1)先串后并的混聯(lián)形式
當應(yīng)用的LED數(shù)量較多時，簡單的串聯(lián)或者并聯(lián)都不現(xiàn)實,，困為前者要求驅(qū)動器輸出很高的電壓(單個LED電壓VF的n倍),，后者要摔驅(qū)動器輸出很大的電流(單個LED電流 IF的n倍)。這給驅(qū)動器的設(shè)計和制造都帶來困難,，并且還牽涉到驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)問題和總體的效率問題,。串聯(lián)的LED數(shù)量刀與單個LED的工作電壓VF的乘積nVE決定了驅(qū)勸器的輸出電壓;并聯(lián)的LED串的數(shù)量m與單個LED的工作電流IF的乘積mIF決定了驅(qū)動器輸出電流，而mIF*nVF值就決定了驅(qū)動器的輸出功率,。
因此,，采用混串后并的混聯(lián)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(fā)光)，又保證與驅(qū)動電路的匹配(驅(qū)動器輸出合適的電壓),，比單純的串聯(lián)形式提高了可靠性。整個電路具有結(jié)構(gòu)較為簡單,、連接方便,、效率較高等特點，適用于LED數(shù)量多的應(yīng)用場合,。
(2)先并后串的混聯(lián)形式
若干個LED先并后串的混聯(lián)形式,。由于LED1-n~LEDm-n先并聯(lián)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(lián)LED的均流問題就至關(guān)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(lián)的一組,，或者給每個LED串接小的均流電阻來解決。這種混聯(lián)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(gòu)成形式是：每串以3個LED為一組,，分別接入驅(qū)動器輸出的Va、Vb,、Vc輸出端,。當一串中的3個LED都正常時,，3個LED同時發(fā)光;一旦其中一個或兩個LED失效開路時，可以保證至少有一個 LED正常工作,。這樣一來就能夠大大地提高每組LED發(fā)光的可靠性,，也就能夠提高整個LED發(fā)光的總體可靠性。
二,、不同連接形式的比較
不同的連接形式具有各自不同的特點,，并且對驅(qū)動器的要求也不相同，特別是在單個LED發(fā)生故障時電路工作的情況,、整體發(fā)光的可靠性,、保證整體LED盡量能夠繼續(xù)工作的能力、減少總體LED的失效率等就顯得尤為重要,。
總而言之,，LED的群體應(yīng)用是LED實際應(yīng)用的重要方式。不同的LED連接形式對于大范圍LED的便用和驅(qū)動電路的設(shè)計要求等都至關(guān)重要,。因此,，在實際電路的組合中，正確選擇相適應(yīng)的LED連接方式,，對于提高其發(fā)光的效果,、工作的可靠性、驅(qū)動器設(shè)計制造的方便程度以及整個電路的效率等都具有積極的意義,。
三,、LED發(fā)光模塊故障及解決
現(xiàn) 象:所有的LED閃爍;
問 題:接觸不良;
解決方法:松動處重新固定或接插;
現(xiàn) 象:LED昏暗;
問 題:1、LED極性接反了;2,、LED太長;3,、開關(guān)電源和LED電壓標號不一致;
解決方法:1、確保正,、負極接線正確;2,、減少LED的連接;3、確保開關(guān)電源與LED電壓標號一致性;
現(xiàn) 象:部分線路的LED燈不亮;
問 題:1,、接插方向是否正確;2,、電源輸出接線是否正確;3、電源線插反,、接反;
解決方法:1,、拆出 重新正確方向接插;2、確保紅色線接正極,黑色線接負極;3,、查出部分插反的線路;重新連接;
現(xiàn) 象:所有LED都不亮;
問 題:1,、開關(guān)電源無電壓輸出;2、開關(guān)電源輸出接線是否正確;
解決方法: 1,、試電接入開關(guān)電源輸入端;2,、電源接線正,、負極是否正確;
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