1.5 LED的连接

在实际应用中，无论是作为照明还是点光源使用，单颗LED都有可能无法提供所需要的足够亮度，这时就需要采用多颗LED进行组合，从而产生了LED如何连接的问题。常见的LED连接方式主要有三种方式，即串联、并联和混联。

1.5.1 串联

所有LED首尾相连（注意极性一致）就构成了多个LED串联，如图1-7所示。 n 颗LED串联后工作电压为单个LED工作电压的 n 倍，电流不变，因此亮度为单个LED的 n 倍。

优点：①每个LED电流一致，亮度一致；②适合高电压、小电流的应用场合。

缺点：LED串只要有一颗开路则整串LED都不能点亮。

LED采用串联方式时损坏有以下两种情况：

1）当个别LED短路时，其他LED还能发光。若采用恒流驱动，则LED电流保持不变，每个LED的工作点保持不变；若采用稳压驱动，则每个LED的电压增加，电流也相应增加，温度上升，有可能加速光衰，甚至过热烧毁，因此设计时要留有足够的裕量。

2）若个别断路，则其他LED都不亮。

在一些要求较高的应用场合（如液晶屏背光源），为了保证在个别LED开路时其他LED仍能正常使用，可以使用图1-8所示的改进电路。

在每个LED上并联一个旁路稳压二极管，稳压值略大于LED的工作电压，这样，当LED正常工作时，由于其正向电压降小于稳压管的击穿电压，稳压管处于截止状态，电流流过LED。若某个LED开路，则旁路稳压管击穿导通，并保持略高于LED的电压降，保证其他LED工作电压和电流基本不变。

1.5.2 并联

所有LED并联在一起，如图1-9所示，也可以达到提高亮度的目的。 n 颗LED并联时，工作电压保持不变，总电流则为单颗LED的 n 倍。

优点：①结构简单，容易根据需要增加或减少LED的颗数；②适合低电压大电流的应用。

缺点：①每颗LED的电流不一致，亮度不一致（要注意LED的参数分散性，相同的电压不一定电流也相同）；②只要有一颗LED短路，其他LED都不能发光。

LED采用并联方式时损坏有以下两种情况：

1）个别LED开路时，其他LED仍可发光。若采用恒流驱动，则每个支路的电流相应增加，可能会加速光衰甚至损坏，而对于稳压驱动则影响不大。

2）个别LED短路时，其他LED也不亮。对恒流驱动而言，输出电流恒定，驱动器一般不会损坏，但短路的这条LED支路发热严重，最终可能烧毁变成开路；而对于稳压驱动，输出端短路，有可能损坏电源。

在高端应用场合下（例如路灯），对于多个并联支路，可采用图1-10所示的驱动方案。

图1-10中，输入端采用稳压电源供电，对于每条支路则采用独立的恒流源驱动LED，这样可以确保任何一条支路无论出现短路还是开路故障均不会影响其他支路。为了保证整个灯具的可靠性，这种模块化的设计所增加的成本在某些场合下是值得的。

1.5.3 混联

所谓混联就是串联和并联混合使用，如图1-11所示。它由 n 条支路并联构成，每条支路则由 m 颗LED串联而成，这种连接方式同时具有串联和并联的优点和缺点，其损坏模式变得更为复杂。但是由于这种结构比较容易根据驱动器提供的电压和电流来设计灯板，因此在普通照应用时经常使用。在设计时只要留有足够的裕量，这种连接方式也是一种比较经济的解决方案。

此外，还有一种不太常用的连接方式如图1-12所示。这种连接方式用于交流电源供电的场合，由于输入电压的极性交替变化，因此不同支路上的LED轮流点亮。中间支路的LED是其他支路点亮时间的两倍，所以该支路最先失效的概率最大，致使整体的可靠性降低了一半。其次由于LED轮流工作，利用率减半，相当于也增加了材料成本。最后采用工频交流供电时容易产生低频闪烁。这种驱动方式的初衷是为了简化甚至去掉驱动器，把LED直接接入交流电网使用，但截至目前该方案还不成熟，许多技术问题有待解决。