LED 是基于電致發光原理的固體半導體光源，具有色彩豐富、體積小巧、高亮度、壽命長、工作電壓低、使用安全、響應速度快、0~100%可調光輸出、耐沖擊防震動、無紫外線和紅外線輻射等許多優點。因此應用范圍在逐漸的擴大，具有良好的應用前景。

單顆封裝的大功率高亮度 LED 的造價高，并且主要是點光源，因此距離大范圍實用化尚有時日。目前進人實用化的單只高亮度 LED 的功率很小，而在實際使用的場合大部分需要平面發光，因此必須是將多個 LED 按照要求排列組合起來，一方面能夠滿足較大范圍、較高亮度、動態顯示、色彩變幻等應用的要求，另一方面能夠滿足與 LED 相配套的驅動器的驅動匹配要求。

1 常見的連接形式

在應用中，由多個 LED 按照一定規律排列組合常見的連接形式主要有四種。

1.1 整體串聯形式

1.1.1 簡單的串聯形式

一般簡單的串聯連結方式中的 LED1-n、首尾相連，LED 工作時流過的電流相等。對于同一規格和批次的 LED 來說，雖然單個的 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光強度相一致。因此簡單的串聯形式的 LED 就具有電路簡單、連結方便等特點。然而，由于 LED1-n 二采用的為串聯形式，當其中一個 LED 發生開路故障時，將造成整個 LED 燈串的熄滅，影響了使用的可靠性。

帶旁路的串聯連結方式為 1.1.1 的改進方式。這種方式中的每個 LED 并聯有擊穿電壓稍高于 LED 工作電壓的齊納二極管 D1-n。LED 正常工作時，由于 D1-n 不導通，電流主要流過的 LED1-n 串，且相等，LED1-n 串正常發光;當 LED1-n 串中有損壞而造成燈串開路時，由于 D1-n 的導通，保證了電流流過整個 LED 串，因此只有故障的 LED 失效，而整個燈串不熄滅。相對于上一種連接方式，大大地提高了使用的可靠性。

1.2 整體并聯形式

1.2.1 簡單的并聯形式

簡單并聯方式中的 LED1-n 首尾并聯，工作時每個 LED 上承受的電壓相等。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 制造技術的限制，即使是同一批次的 LED，其性能上的差異也是固 有存在的，因此 LED1-n 工作時，流過每個 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 數量較多情況下的應用就更容易造成使用的故 障。

1.2.2 獨立匹配的并聯形式

針對 1.2.1 中存在的可靠性問題，獨立匹配的并聯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性（驅動器 V+輸出端分別為 L1-n），保證流過每個 LED 的電流在其要求的范圍內。具有驅動效果好、單個 LED 保護完整，故障時不影響其它的 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：整個驅動電路的構成較為復雜、裝置的造價高、占用的體積大，不適用于數量較多的 LED 電路。

1.3 混聯形式

混聯形式是綜合了串聯形式和并聯形式的各自優點而提出的，主要的形式有兩種。

1.3.1 先串后并的混聯方式

當應用的 LED1-n 數量較多時，簡單的串聯或者是簡單并聯都不現實，因為前者要求 驅動器輸出很高的電壓（單個 LED 電壓 VF 的 n 倍），后者要求驅動器輸出很大電流（單個 LED 電流 IF 的 n 倍）。這對于驅動器的設計和制造都帶來困難，并且還牽涉到驅動電路的 結構問題和總體的效率問題。串聯的 LED 數量 n 與單個 LED 的工作電壓 VF 的乘積 nVF 決定 驅動器輸出電壓;并聯的 LED 串的數量 m 與單個 LED 的工作電流 IF 的乘積 mIF 決定驅動器 輸出電流，而 mIF×nVF 的值就決定驅動器的輸出功率。因此采用先串后并的混聯方式 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光），又保證 與驅動電路的匹配（驅動器輸出合適的電壓），比單純的串聯形式提高了可靠性。整個電 路具有結構較為簡單、連結方便、效率較高等特點，適用于 LED 數量多的應用場合。

1.3.2 先并后串的混聯方式

先并后串的 LED 連結方式是另一種有別于 1.3.1 的混聯方式。由于采用的是 LED1- n~LED1-n 先并聯連結，提高了每組 LED 故障時的工作可靠性，但是由此一來每一組并 聯的 LED 的均流問題就至關重要，可以采用配對挑選的方式，選擇工作電壓電流盡量相 同的 LED 作為并聯的一組，或者給每個 LED 串連小的均流電阻來解決。

1.3 交叉陣列形式

的可靠性，降低故障率提出來的。主要構成形式是： 每串以 3 個 LED 為一組，分別接入驅動器輸出的 Va，Vb，Vc 輸出端。當一串中的 3 個 LED 都正常時，3 個 LED 同時發光;一旦其中有一個或兩個 LED 失效開路時，可以保證至少有一個 LED 的正常工作。這樣一來就能夠大大地提高了每組 LED 發光的可靠性，也就能夠提高整個 LED 發光的總體可靠性。

2 不同形式連接的比較

不同的連結方式具有各自不同的特點，并且對驅動器的要求也有不同。特別是在單個 LED 發生故障時電路工作的情況、整體發光的可靠性、保證整體 LED 盡量能夠繼續工作能力、減少總體 LED 的失效率等就顯得尤為重要。表 1 給出了采用不同連結方式下的相關情祝的比較，可以有一個直觀的了解。

3 結束語

總而言之，LED 的群體應用是 LED 實際應用的重要方式。不同的 LED 連結方式對于大范圍 LED 的使用和對驅動電路的設計要求等都至關重要。因此在實際電路的組合中，正確選擇相適應的 LED 連緒方式對于提高其發光的效果、工作的可靠性、驅動器設計制造的難易程度，以及整個電路的效率等都具有積極的意義。
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