LED采用混联方式

在需要使用比较多LED的电子设备中，如果将所有LED串联，将需要LED驱动器输出较高的电压;如果将所有LED并联，则需要LED驱动器输出较大的电流。将所有LED串联或并联，不但限制了LED的使用量，而且并联LED负载电流较大，驱动器的成本也会增加。解决办法是采用混联方式，如图所示，串、并联的LED数量平均分配，分配在每个LED串联支路上的电压相同，通过同一串联支路中每只LED上的电流也基本相同，LED亮度一致，同时通过每串联支路LED的电流也相近。

图　 LED采用混联方式的连接图

当某一串联支路LED中有一只短路时，不管采用稳压式驱动还是恒流式驱动，这一LED串联支路相当于少了一只LED通过这一LED串联支路的电流将大增，很容易损坏这一串联支路的LED。大电流通过损坏的LED串联支路后，由于通过的电流较大，会使这串联支路中的LED断路。断开这一LED串联支路后，如果采用稳压式驱动，驱动器的输出电流将减小，则会影响余下所有LED的正常工作。

如果是采用恒流式驱动LED，由于驱动器的输出电流保持不变，分配在余下LED的电流将增大，容易损坏所有LED。解决办法是尽量多并联经串联后的LED支路，当断开某串联后的LED支路时，分配在余下LED的电流不大，不至于影响余下LED的正常工作。

这种先串后并的线路优点是线路简单、亮度稳定、可靠性高，并且对器件的一致性要求较低，即使个别LED失效，对整个发光组件的影响也较小。假定为n=8的GaAs材料LED，设计正向电流IF=20mA为目标值，单个LED正向电压UF=2.0V，则UD=8×UF=16.0V，UR=IF×R=20×200=4.0V(R为LED正向电阻，R的值为200Ω)，UCC=UD+UR=20.0V。当单个LED的UF离散性较大时，假设UD=15.6～1*V时，则对应UR=4.4～3.6V，很容易计算出IF=22～18mA，可以看出单个LED光强变化量在10%以内时，基本上可保持发光组件的亮度均匀。当出现一个LED短路时，UD=14V，则UR=6V，IF=UR/R-30mA，实际上由于单管短路会造成IF上升，单管UF会随IF的增加而增加，则UD应高于14V，则UR<6V，LED串联支路电流应小于30mA，具体电流值与所采用的不同的单个LED有关;当出现一个LED开路时，这串8个LED都将熄灭，但从原理上讲LED开路的可能性极小。无论单个LED开路或短路，均不影响其他LED串联支路发光，不至于使整个发光组件失效，这种连接形式的发光组件可靠性较高，并且对LED的要求也较宽松，适用范围大，不需要特别挑选，整个发光组件的亮度也相对均匀。在工作环境因素变化较大的情况下，使用这种连接形式的发光组件的效果较为理想。

由先并后串混合连接构成的发光组件的问题主要存在于单组并联LED中，由于器件和使用条件的差别，会导致单组中个别LED出现短路，使正常的LED失去工作电流IF，导致整组LED熄灭，总电流IF×n全部从短路器件通过，而较长时间的短路电流又使LED内部键合金属丝或其他部分烧毁，出现开路，这时正常的LED重新获得电流，恢复正常发光，只是工作电流IF，较原来大一点。这就是这种连接形式的发光组件会出现先是一组几个LED一起熄灭，一段时间后除其中一个LED不亮，其他LED又恢复正常的原因。由于LED的U，的不稳定性，多个LED并联使用时，工作电流精度范围会受到限制。因此采用LED并联形式时，应考虑器件和环境差别等因素对电路的影响，设计时应留有一定的裕量，以保证其可靠性。

混联方式还有另一种接法，即将LED平均分配后，分组并联，再将每组串联在一起。当有一只LED短路时，如果是采用恒流式驱动，由于驱动器的输出电流保持不变，除了短路LED的这一并联支路外，其余的LED正常工作。假设并联的LED数量较多，驱动器的驱动电流较大，通过这只短路的LED的电流将增大，大电流通过这只短路的LED后，很容易使短路的LED变成断路。由于并联的LED较多，断开一只LED的并联支路后，平均分配电流的变化不大，电路依然可以正常工作，而整个LED组件仅有一只LED不亮。

如果采用稳压式驱动，品质不良的LED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，驱动器输出电流将大增，极有可能立刻损坏所有LED，只有将这只短路的LED烧成断路，驱动器输出电流才能恢复正常。由于并联的LED较多，断开一只LED的并联支路后，平均分配电流变化不大，依然可以正常工作。

通过以上分析可知，驱动器与LED串、并联方式搭配的选择是非常重要的，恒流式驱动器不适合采用LED并联方式，同样的，稳压式驱动器不适合选用LED串联方式。