大功率LED照明驅動匹配方式研究

2.2 LED 采用全部并聯方式

如圖6 所示，LED 采用全部并聯方式。這要求LED 驅動電源輸出較大的電流，負載電壓較低。每顆LED 的電壓一樣，而總電流是流經每顆LED 的電流之和。當LED 的一致性差別較大時，通過每顆LED的電流不一致，LED 的亮度也不同。

當有一顆LED 因品質不良斷開時，如果采用恒壓式驅動電源，電源輸出電流將減少，而不影響余下所有LED 的正常工作。如果是采用恒流式驅動電源，由于總輸出電流不變，這樣分配到每顆LED 的電流都增加，容易導致損壞所有的LED。因此，這種全部并聯的方式不適用于LED 數量較少的場合，因為只要一顆斷路，余下的每一顆都要額外增加較大的電流。當并聯的LED 數量較多時，斷開某一顆時，分配到余下每一顆的電流并不大，對余下的LED 影響不大。所以，當選擇全部并聯時，不應當選用恒流式驅動器。當某一顆LED 因不良而短路時，那么所有的LED將不亮。

2.3 LED 采用混聯方式

這種方式，就是眾多LED 既有串聯，又有并聯。這種混聯方式有兩種解法，分別如圖7 和圖8所示，其分析方法基本和上述兩種連接方式一樣。

2.4 LED 采用交叉陣列形式

為了提高可靠性，降低熄燈幾率，出現了如圖9所示的交叉陣列形式的連接設計。圖9 是以15 顆LED 為例的設計圖，更多的LED 數量也可以參照此形式。這種交叉連接方式，即使個別LED 開路或短路，也不會影響發光組件的整體實效。

3 分布式恒流架構

由于目前大功率LED 照明用的LED 數量較多，通常都有幾十個甚至上百個，選擇合適的驅動匹配方式顯得尤為重要。上述各種驅動方式各有優缺點，但是，對于大功率LED 驅動電源來說，先恒壓再恒流，是未來LED 照明的主流設計方式，此方式被命名為分布式恒流，其主要架構如圖10 所示。

該方式先通過一個開關穩壓電源，輸出穩定的直流電壓，然后在直流輸出端接上LED 模塊，LED 模塊上已經有了恒流裝置。這樣將恒流技術分布到光源內部，和LED 構成一個相對獨立的模塊，這樣設計隨意性強，電源規格簡單，可以根據不同光通量要求而選擇不同數量的LED 模塊。這種LED 模塊的劃分，使得大功率LED 照明特別適用于路燈、隧道燈、公共場所照明、廣告燈箱等領域。分布式恒流設計LED 產品有著非常高的產品穩定性。

分布式恒流技術，其穩壓電源部分可以繼續采用傳統的開關電源進行恒壓的供電模式，因開關電源技術積累給LED 驅動電源設計創造了品質條件。分布式恒流技術還需要在恒流節點上串接低壓差線性恒流驅動器，低壓差的驅動器關系到驅動效率。LED 恒流模塊設置靈活，不會因為支路電流變化而影響其它支路工作。分布式恒流可以根據應用情況而靈活布置并聯支路和LED 模塊，從而保持各支路和整體線路的電流穩定。驅動線路穩定性直接影響產品整體穩定性，分布式恒流在穩定性方面有著獨有的優勢。

4 結論

大功率LED 照明正處在快速發展階段，由于價格成本高，目前還主要應用在路燈、隧道燈等領域，距離大規模的商用和民用還有很長的路要走。大功率LED 照明大規模的產業化及應用，離不開驅動電源技術的發展，選擇合適的驅動匹配方式，不僅可以保證LED 正常的照明效果，還能保證LED 的使用壽命，使LED 照明的優勢真正得到體現。先恒壓，再線性恒流，是未來大功率LED 照明的驅動方式。在分布式LED 驅動設計中，色溫可調、灰度控制都變得方便。分布式恒流技術充分預留智能化接口，這是LED照明智能化發展的關鍵。在節能技術要求越來越高的今天，大功率LED 照明將成為照明技術發展的主流已成為共識，LED 照明時代也正在來臨。

參考文獻

[1] 靳孝峰，張琦. 白光LED 驅動器的技術探討[C]. 安陽工學院學報，2009，(4)：6 - 9.

[2] 劉靜. 試析LED 的應用及發展前景[J]. 科技風，2010，(18)：2 09.

[3] 路秋生. LED 照明與應用[J]. 燈與照明，2009，33(4)：24- 28.

[4] 魏惠鳳，秦大為. 大功率LED 路燈驅動電源的設計[J]. 電工技術，2009，(5)：7 8- 80.

[5] 金尚忠，張在宣，侯民賢，郭志軍. 白光照明LED 燈溫度特性的研究[J]. 發光學報，2002，23(4)：399- 402.

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