大功率LED照明驱动匹配方式研究

2.2LED采用全部并联方式

如图6 所示，LED采用全部并联方式。这要求LED驱动电源输出较大的电流，负载电压较低。每颗LED 的电压一样，而总电流是流经每颗LED 的电流之和。当LED 的一致性差别较大时，通过每颗LED的电流不一致，LED 的亮度也不同。

当有一颗LED 因品质不良断开时，如果采用恒压式驱动电源，电源输出电流将减少，而不影响余下所有LED 的正常工作。如果是采用恒流式驱动电源，由于总输出电流不变，这样分配到每颗LED 的电流都增加，容易导致损坏所有的LED。因此，这种全部并联的方式不适用于LED 数量较少的场合，因为只要一颗断路，余下的每一颗都要额外增加较大的电流。当并联的LED 数量较多时，断开某一颗时，分配到余下每一颗的电流并不大，对余下的LED 影响不大。所以，当选择全部并联时，不应当选用恒流式驱动器。当某一颗LED 因不良而短路时，那么所有的LED将不亮。

2.3 LED 采用混联方式

这种方式，就是众多LED 既有串联，又有并联。这种混联方式有两种解法，分别如图7 和图8所示，其分析方法基本和上述两种连接方式一样。

2.4 LED 采用交叉阵列形式

为了提高可靠性，降低熄灯几率，出现了如图9所示的交叉阵列形式的连接设计。图9 是以15 颗LED 为例的设计图，更多的LED 数量也可以参照此形式。这种交叉连接方式，即使个别LED 开路或短路，也不会影响发光组件的整体实效。

3 分布式恒流架构

由于目前大功率LED照明用的LED 数量较多，通常都有几十个甚至上百个，选择合适的驱动匹配方式显得尤为重要。上述各种驱动方式各有优缺点，但是，对于大功率LED 驱动电源来说，先恒压再恒流，是未来LED照明的主流设计方式，此方式被命名为分布式恒流，其主要架构如图10 所示。

该方式先通过一个开关稳压电源，输出稳定的直流电压，然后在直流输出端接上LED 模块，LED 模块上已经有了恒流装置。这样将恒流技术分布到光源内部，和LED 构成一个相对独立的模块，这样设计随意性强，电源规格简单，可以根据不同光通量要求而选择不同数量的LED 模块。这种LED 模块的划分，使得大功率LED照明特别适用于路灯、隧道灯、公共场所照明、广告灯箱等领域。分布式恒流设计LED 产品有着非常高的产品稳定性。

分布式恒流技术，其稳压电源部分可以继续采用传统的开关电源进行恒压的供电模式，因开关电源技术积累给LED 驱动电源设计创造了品质条件。分布式恒流技术还需要在恒流节点上串接低压差线性恒流驱动器，低压差的驱动器关系到驱动效率。LED 恒流模块设置灵活，不会因为支路电流变化而影响其它支路工作。分布式恒流可以根据应用情况而灵活布置并联支路和LED 模块，从而保持各支路和整体线路的电流稳定。驱动线路稳定性直接影响产品整体稳定性，分布式恒流在稳定性方面有着独有的优势。

4 结论

大功率LED 照明正处在快速发展阶段，由于价格成本高，目前还主要应用在路灯、隧道灯等领域，距离大规模的商用和民用还有很长的路要走。大功率LED 照明大规模的产业化及应用，离不开驱动电源技术的发展，选择合适的驱动匹配方式，不仅可以保证LED 正常的照明效果，还能保证LED 的使用寿命，使LED 照明的优势真正得到体现。先恒压，再线性恒流，是未来大功率LED 照明的驱动方式。在分布式LED 驱动设计中，色温可调、灰度控制都变得方便。分布式恒流技术充分预留智能化接口，这是LED照明智能化发展的关键。在节能技术要求越来越高的今天，大功率LED 照明将成为照明技术发展的主流已成为共识，LED 照明时代也正在来临。

参考文献

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