在使用LED制作燈具時,經常需要把LED燈珠串聯和并聯。我們知道LED燈珠的電壓為直流3V,所以我們只要提供一個穩恒的3V直流電壓源,燈珠就會工作而發光。
一般用于照明的燈具,功率要求都比較大,亮度要求高,僅靠單顆燈珠是無法滿足照明要求的,所以我們會采用多顆LED制成燈群,達到照明要求,而燈群就是眾多顆LED燈珠的串聯、并聯和混聯。
舉例說明:已知LED燈珠電壓為3V,功率為0.5W,需要制作40W的照明燈具。于是,可以考慮:
1、 用80顆燈珠并聯,用3V電壓驅動發光。
2、 用80顆燈珠串聯,用80*3V=240V電壓驅動發光。
3、 將部分燈珠并聯成組,再把每個組串聯。
以上三種方法均能讓LED發光,
第1種要求提供燈具的電壓是3V,功率為40W,這樣我們可以知道LED燈具的驅動電源的輸出電流為:40W/3V=13.3A,這個電源的電流很大,在實際制作中成本很高。另外,多顆LED并聯,會造成線路產生電壓降落,首端3V電壓而末端電壓不足1V而無法點亮末端燈珠,燈珠的亮度就會越靠后越暗淡。所以這種方法基本沒有哪一家燈具商會采用。
第2種要求提供給燈群足夠高的電壓,需要很小的電流就能驅動燈群發光。驅動電源的功率為40W,輸出電壓240V,輸出電流:40W/240V=0.167A,由于等群均為串聯,每顆燈珠的電流是一致的,每顆燈珠發光也會是一致的。但是這種方法有一個不好就是加在燈群上的電壓很高,對用戶在更換燈具或者清潔衛生時造成電擊的傷害,這也是不允許這樣設計的。國家有標準要求,燈群的峰值電壓不能超過50V,因此多數驅動電源制造商的輸出電壓均會小于或者等于42V,符合國家標準要求,保護用戶的安全。
第3種方法就比較好,也是眾多廠家采用的設計方案。于是就可以將燈群的電路混聯,比如8顆并聯為一組,然后串聯10組,這樣的組合就得到電壓10組*3V=30V,恒定電流為:8*0.5W/3V=1.33A.
在這個混聯電路中,我們只需要提供一個恒流電源,輸出電壓:30V,輸出電流為1.33A,就能讓燈具正常發光工作。
當然,并聯越多,不僅電壓會損耗,電流也會不一致,并聯多少和串聯多少才是最佳搭配呢,這個并聯的電流差異和串聯的電壓分配誤差將在下一篇重點講述。
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