第一篇：小鎂教學(xué)之LED燈珠的連接方式及故障排查

小鎂教學(xué)之LED燈珠的連接方式及故障排查

LED資訊部

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(jiǎn)單的配置形式是單個(gè)LED，采用這種設(shè)計(jì)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(shí)際使用場(chǎng)合通常需要平面發(fā)光，因此需要將多個(gè)LED按照需要排列組合起來(lái)，以滿足較大范圍、較高亮度、動(dòng)態(tài)顯示、色彩變換等應(yīng)用要求及LED與配套驅(qū)動(dòng)器之間的匹配要求。

一、常見(jiàn)的連接形式

1、整體串聯(lián)形式

(1)簡(jiǎn)單串聯(lián)形式

一般簡(jiǎn)單的串聯(lián)連接形式中的LED1~LEDn首尾相連，LED工作時(shí)流過(guò)的電流相等。對(duì)于同-規(guī)格和批次的LED來(lái)說(shuō)，雖然單個(gè)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(qiáng)度相一致，困此，簡(jiǎn)單的串聯(lián)形式的LED就具有電路簡(jiǎn)單、連接方便等特點(diǎn)。然而，由于采用串聯(lián)形式，當(dāng)其中一個(gè)LED發(fā)生開路故障時(shí)，將造成整個(gè)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(gè)LED都并聯(lián)一個(gè)齊納二極管的改進(jìn)型串聯(lián)連接形式。在這種連接方式中，每個(gè)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(shí)，由于齊納二極管VD1~VDn，不導(dǎo)通，電流主要流過(guò)LED1~LEDn,當(dāng)LED串中有損壞的LED所造成燈串開路時(shí)，由于VD1~VDn導(dǎo)通，除了有故障的LED外，其他LED仍有電流通過(guò)而發(fā)光。這種連接方式與簡(jiǎn)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(jiǎn)單并聯(lián)形式

簡(jiǎn)單并聯(lián)形式中的LED1~LEDn首尾并聯(lián)，工作時(shí)每個(gè)LED承受的電壓相等。由LED的特性可見(jiàn)，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(shí)，誰(shuí)過(guò)每個(gè)LED的電流是不相等的。由此可見(jiàn)，每個(gè)LED電流分配的不均可能使電流過(guò)大的LED壽命銳減，甚至燒壞。這種連接方式雖然較為簡(jiǎn)單。但是可靠性并不高，特別是對(duì)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(dú)立匹配的并聯(lián)形式

針對(duì)簡(jiǎn)單并聯(lián)中存在的可靠性問(wèn)題，獨(dú)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(gè)LED都具有電流獨(dú)自可調(diào)性(驅(qū)動(dòng)器V+輸出端分別為 L1~Ln,)，保證流過(guò)每個(gè)LED的電流在其要求的范圍內(nèi)，具有驅(qū)動(dòng)效果好、單個(gè)LED保護(hù)完整、故障時(shí)不影響其他的LED工作、可以匹配具有較大差異的LED等特點(diǎn)。存在的主要問(wèn)題是：整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成較為復(fù)雜，裝置的造價(jià)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(diǎn)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(dāng)應(yīng)用的LED數(shù)量較多時(shí)，簡(jiǎn)單的串聯(lián)或者并聯(lián)都不現(xiàn)實(shí)，困為前者要求驅(qū)動(dòng)器輸出很高的電壓(單個(gè)LED電壓VF的n倍)，后者要摔驅(qū)動(dòng)器輸出很大的電流(單個(gè)LED電流 IF的n倍)。這給驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)和制造都帶來(lái)困難，并且還牽涉到驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)問(wèn)題和總體的效率問(wèn)題。串聯(lián)的LED數(shù)量刀與單個(gè)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(gè)LED的工作電流IF的乘積mIF決定了驅(qū)動(dòng)器輸出電流，而mIF*nVF值就決定了驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路的匹配(驅(qū)動(dòng)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(gè)電路具有結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、連接方便、效率較高等特點(diǎn)，適用LED數(shù)量多的應(yīng)用場(chǎng)合。

(2)先并后串的混聯(lián)形式

若干個(gè)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(lái)每組并聯(lián)LED的均流問(wèn)題就至關(guān)重要。

為此，可以通過(guò)配對(duì)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(gè)LED串接小的均流電阻來(lái)解決。這種混聯(lián)形式具有的其他特點(diǎn)和存在的問(wèn)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(gè)LED為一組，分別接入驅(qū)動(dòng)器輸出的Va、Vb、Vc輸出端。當(dāng)一串中的3個(gè)LED都正常時(shí)，3個(gè)LED同時(shí)發(fā)光;一旦其中一個(gè)或兩個(gè)LED失效開路時(shí)，可以保證至少有一個(gè) LED正常工作。這樣一來(lái)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(gè)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(diǎn)，并且對(duì)驅(qū)動(dòng)器的要求也不相同，特別是在單個(gè)LED發(fā)生故障時(shí)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(shí)際應(yīng)用的重要方式。不同的LED連接形式對(duì)于大范圍LED的便用和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要求等都至關(guān)重要。因此，在實(shí)際電路的組合中，正確選擇相適應(yīng)的LED連接方式，對(duì)于提高其發(fā)光的效果、工作的可靠性、驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)制造的方便程度以及整個(gè)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(wèn) 題:接觸不良;

解決方法:松動(dòng)處重新固定或接插;

現(xiàn) 象:LED昏暗;

問(wèn) 題:

1、LED極性接反了;

2、LED太長(zhǎng);

3、開關(guān)電源和LED電壓標(biāo)號(hào)不一致;

解決方法:

1、確保正、負(fù)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(biāo)號(hào)一致性;

現(xiàn) 象:部分線路的LED燈不亮;

問(wèn) 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(fù)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(wèn) 題:

1、開關(guān)電源無(wú)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(fù)極是否正確;

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第二篇：LED燈珠常識(shí) LED燈優(yōu)勢(shì)及優(yōu)缺點(diǎn)

LED燈珠常識(shí) LED燈優(yōu)勢(shì)及優(yōu)缺點(diǎn)—廣州創(chuàng)浦照明有限公司

什么是LED：

LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，加上合適的電

壓就能正常發(fā)光。

LED光源的特點(diǎn)：

1． 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在1.8-3.6V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所。

2． 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80% 3． 穩(wěn)定性：理論上可以點(diǎn)亮10萬(wàn)小時(shí)。

4． 光衰：隨著科技的進(jìn)步，光衰越來(lái)越小?，F(xiàn)在普通LED燈在一千小時(shí)以內(nèi)的光衰已經(jīng)可以真正控制在5%以內(nèi)，即使超過(guò)一千小時(shí)以后，光衰也很小。

5．環(huán)保：無(wú)輻射，無(wú)污染，真真正正的環(huán)保材料。出口時(shí)LED產(chǎn)品一般免檢

LED芯片的尺寸常識(shí)：

按外形分類，芯片一般分為圓片和方片。其中圓片相對(duì)較低檔，性能不夠穩(wěn)定，我司一般不采用圓片生產(chǎn)的LED；方片一般以尺寸大小來(lái)衡量，比如12 mil(1 mil =0.0254平方毫米)。一般來(lái)說(shuō)，同一品牌的芯片，芯片尺寸越大，亮度越高。我司最常采用的LED燈珠，紅光和黃光一般在9~12mil，白，藍(lán)，綠光一般都在12~14mil，這也是市面上最常用的芯片，如果用更大的芯片，亮度雖然可以提高不少，但是芯片價(jià)格大幅度提高，這就是為什么大尺寸芯片很少有人采用的原因。

LED的顏色常識(shí)：

LED的不同顏色是由其不同波長(zhǎng)的芯片決定的，比如，紅光芯片一般波長(zhǎng)是620~630nm（納米），綠光芯片一般波長(zhǎng)是527nm, 藍(lán)光芯片的一般波長(zhǎng)是470nm, 黃光芯片的一般波長(zhǎng)是585nm, 白光LED用的也是藍(lán)光芯片，只是在藍(lán)光芯片上加上適量的的熒光粉就發(fā)出白光了。

LED的分類：

按功率大小分：可分為小功率，大功率（行業(yè)上一般把0.5W 以上的燈叫做大功率燈）

按外形分：可分為直插式和貼片式

草帽LED又可以按燈頭的尺寸細(xì)分為F3（燈頭的直徑是3mm），F(xiàn)5（燈頭的直徑是5mm）；或按燈頭的形狀細(xì)分為無(wú)邊，薄邊，厚邊，圓頭；按燈頭透明與否可分為透明，霧狀。。。。更多細(xì)分方法不盡列舉，以上所列僅以我司經(jīng)常采用為依據(jù)。

食人魚LED同樣可以按燈頭的尺寸分為F3，F(xiàn)5，按燈頭的形狀分為圓頭（即最常見(jiàn)的食人魚燈），平頭（這種形頭很特殊，其發(fā)光角度接近180度，一般用在需要散光的場(chǎng)合）。

小功率貼片式LED按外形尺寸可以分為0805，1206，3020，3528，5050或5060（5050與5060相差極小，肉眼很難分辨，對(duì)不夠?qū)I(yè)的客戶可以隨他的習(xí)慣稱呼），我司常采用的是3528和5050/5060。

大功率LED一般按功率區(qū)分，常見(jiàn)的有0.5W, 1W, 3W, 5W, 8W??.；我司常采用的是1W

LED的芯片（chip）數(shù)量常識(shí)：

同一個(gè)LED燈，最常見(jiàn)的是只采用一個(gè)芯片，但物殊情況下可以用兩個(gè)甚至達(dá)到四個(gè)芯片，如：一個(gè)草帽燈可以用一至兩個(gè)芯片（考慮到其體積較小，散熱不方便導(dǎo)致性能不穩(wěn)定，一般只采用一兩個(gè)芯片）；一個(gè)食人魚燈可以用一，二，三，四個(gè)芯片，我司最常用到的是一個(gè)和兩個(gè)芯片；貼片3528燈可以用一，二，三個(gè)芯片（我司常用一，二個(gè)芯片），貼片5050/5060一般用到三個(gè)芯片。特別說(shuō)明：貼片燈用三個(gè)芯片時(shí)，有兩種情形：

1． 三個(gè)芯片的顏色完全相同

2． 三個(gè)芯片分別是紅，綠，藍(lán)色，即我們常說(shuō)的RGB燈

LED的發(fā)光角度(viewing angle)常識(shí)：

直插式LED最常見(jiàn)的發(fā)光角度是120度，特殊的可以做到45度，或者15度。我司常用的直插式LED一般是120度，硅膠燈條采用的是45度；貼片式LED一般發(fā)光角度為120度。

LED的電壓(voltage)常識(shí)：

單個(gè)小功率LED燈，顏色不同，其要求的電壓也不同。紅/黃：一般為1.8~2.1伏，白/綠/藍(lán)：一般為3.0~3.6伏。1W大功率燈要求的電壓與以上相同。

LED的電流(current)常識(shí)：

1． 小功率的LED燈（包括插件式或者貼片式），每個(gè)芯片上允許通過(guò)的電流一般不要高于20毫安；每個(gè)雙芯片燈上允許通過(guò)的電流一般不高于40毫安；同理每個(gè)三芯片燈不要高于60毫安。。

2． 大功率LED，我司已采用的是1W，其允許通過(guò)的最大電流為150毫安。

LED的亮度(intensity)常識(shí)：

1.燭光、國(guó)際燭光、坎德拉（candela）的定義

在每平方米101325牛頓的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，面積等于1/60平方厘米的絕對(duì)“黑體”（即能夠吸收全部外來(lái)光線而毫無(wú)反射的理想物體），在純鉑（Pt）凝固溫度（約2042K獲1769℃）時(shí)，沿垂直方向的發(fā)光強(qiáng)度為1 坎德拉。并且，燭光、國(guó)際燭光、坎德拉 三個(gè)概念是有區(qū)別的，不宜等同。從數(shù)量上看，60 坎德拉等于58.8國(guó)際燭光，亥夫納燈的1燭光 等于0.885國(guó)際燭光或0.919坎德拉。2.發(fā)光強(qiáng)度與光亮度

發(fā)光強(qiáng)度簡(jiǎn)稱光強(qiáng)，國(guó)際單位是candela（坎德拉）簡(jiǎn)寫cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光源輻射是均勻時(shí)，則光強(qiáng)為I=F/Ω，Ω為立體角，單位為球面度（sr）,F為光通量，單位是流明，對(duì)于點(diǎn)光源由I=F/4。光亮度是表示發(fā)光面明亮程度的，指發(fā)光表面在指定方向的發(fā)光強(qiáng)度與垂直且指定方向的發(fā)光面的面積之比，單位是坎德拉/平方米。對(duì)于一個(gè)漫散射面，盡管各個(gè)方向的光強(qiáng)和光通量不同，但各個(gè)方向的亮度都是相等的。電視機(jī)的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個(gè)方向上觀看圖像，都有相同的亮度感。

3.mcd值

Mcd 值是行業(yè)內(nèi)一種不規(guī)范的叫法，各個(gè)廠家因?yàn)闇y(cè)試儀器的不同，對(duì)同一產(chǎn)品實(shí)測(cè)出來(lái)的mcd 值也不盡相同。

實(shí)際銷售過(guò)程中，最常遇到的兩個(gè)概念是流明和亮度(mcd)值。做為一個(gè)銷售人員，可以不必從技術(shù)上完全理解，但需牢記我們常規(guī)小功LED燈的mcd 值（以報(bào)價(jià)單所列參數(shù)為準(zhǔn)）。

LED色溫(colo(u)r temperature)常識(shí)：

色溫是表示光源光譜質(zhì)量最通用的指標(biāo)。色溫是按絕對(duì)黑體來(lái)定義的，光源的輻射在可見(jiàn)區(qū)和絕對(duì)黑體的輻射完全相同時(shí)，此時(shí)黑體的溫度就稱此光源的色溫。低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對(duì)說(shuō)要多些，通常稱為“暖光”；色溫提高后，能量分布中，藍(lán)輻射的比例增加，通常稱為“冷光”。一些常用光源的色溫為：標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K（開爾文溫度單位）；鎢絲燈為2760-2900K；熒光燈為3000K；閃光燈為3800K；中午陽(yáng)光為5400K；電子閃光燈為6000K；藍(lán)天為12000-18000K。一般定義，曖白色溫：2700-3200K,正白：4000-4500K, 日光白：6000-6500K 冷白：6500Ｋ以上

T8燈管（LED）相當(dāng)于普通熒光燈管

6w 15w 8w 20w 9w 25w 15w 30w 18w 35w 20w 40w

Led 球泡燈 相當(dāng)于普通白熾燈 1w 10w 3w 25w 5w 40w 7w 60w

Led 射燈 相當(dāng)于普通白熾燈 3w 25w 5w 40w 7w 60w 12w 90w

LED光源有哪些優(yōu)點(diǎn)

LED作為一個(gè)發(fā)光器件，之所以備受人們關(guān)注，是有其較其他發(fā)光器件優(yōu)越的方面，歸納起來(lái)LED有下列一些優(yōu)點(diǎn)：

（1）工作壽命長(zhǎng)：LED作為一種導(dǎo)體固體發(fā)光器件，較之其他發(fā)光器具有更長(zhǎng)的工作壽命。其亮度半衰期通?？蛇_(dá)到十萬(wàn)小時(shí)。如用LED替代傳統(tǒng)的汽車用燈，那么它的壽命將遠(yuǎn)大于汽車本體的壽命，具有終身不用修理與更換的特點(diǎn)。（2）耗電低：LED是一種低壓工作器件，因此在同等亮度下，耗電最小，可大量降低能耗。相反，隨著今后工藝和材料的發(fā)展，將具有更高的發(fā)光效率。人們作過(guò)計(jì)算，假如日本的照明燈具全部用LED替代，則可減少二座大型電廠，從而對(duì)環(huán)境保護(hù)十分有利。

（3）響應(yīng)時(shí)間快：LED一般可在幾十毫秒（ns）內(nèi)響應(yīng)，因此是一種告訴器件，這也是其他光源望塵莫及的。采用LED制作汽車的高位剎車燈在高速狀態(tài)下，大提高了汽車的安全性。

（4）體積小，重量輕、耐抗擊：這是半導(dǎo)體固體器件的固有特點(diǎn)。彩LED可制作各類清晰精致的顯示器件。

（5）易于調(diào)光、調(diào)色、可控性大：LED作為一種發(fā)光器件，可以通過(guò)流過(guò)電流的變化控制亮度，也可通過(guò)不同波長(zhǎng)LED的配置實(shí)現(xiàn)色彩的變化與調(diào)節(jié)。因此用LED組成的光源或顯示屏，易于通過(guò)電子控制來(lái)達(dá)到各種應(yīng)用的需要，與IC電腦在兼容性無(wú)比毫困難。另外，LED光源的應(yīng)用原則上不受窨的限制，可塑性極強(qiáng)，可以任意延伸，實(shí)現(xiàn)積木式拼裝。目前大屏幕的彩色顯示屏非LED莫屬。

（6）用LED制作的光源不存在諸如水銀、鉛等環(huán)境污染物，不會(huì)污染環(huán)境。因此人們將LED光源稱為“綠色”光源是受之無(wú)愧的。