LED 是基于电致发光原理的固体半导体光源，具有色彩丰富、体积小巧、高亮度、寿命长、工作电压低、使用安全、响应速度快、0~100%可调光输出、耐冲击防震动、无紫外线和红外线辐射等许多优点。因此应用范围在逐渐的扩大，具有良好的应用前景。

单颗封装的大功率高亮度 LED 的造价高，并且主要是点光源，因此距离大范围实用化尚有时日。目前进人实用化的单只高亮度 LED 的功率很小，而在实际使用的场合大部分需要平面发光，因此必须是将多个 LED 按照要求排列组合起来，一方面能够满足较大范围、较高亮度、动态显示、色彩变幻等应用的要求，另一方面能够满足与 LED 相配套的驱动器的驱动匹配要求。

1 常见的连接形式

在应用中，由多个 LED 按照一定规律排列组合常见的连接形式主要有四种。

1.1 整体串联形式

1.1.1 简单的串联形式

一般简单的串联连结方式中的 LED1-n、首尾相连，LED 工作时流过的电流相等。对于同一规格和批次的 LED 来说，虽然单个的 LED 上的电压可能有微小的差异，但是由于 LED 是电流型器件，因此可以保证各自的发光强度相一致。因此简单的串联形式的 LED 就具有电路简单、连结方便等特点。然而，由于 LED1-n 二采用的为串联形式，当其中一个 LED 发生开路故障时，将造成整个 LED 灯串的熄灭，影响了使用的可靠性。

带旁路的串联连结方式为 1.1.1 的改进方式。这种方式中的每个 LED 并联有击穿电压稍高于 LED 工作电压的齐纳二极管 D1-n。LED 正常工作时，由于 D1-n 不导通，电流主要流过的 LED1-n 串，且相等，LED1-n 串正常发光;当 LED1-n 串中有损坏而造成灯串开路时，由于 D1-n 的导通，保证了电流流过整个 LED 串，因此只有故障的 LED 失效，而整个灯串不熄灭。相对于上一种连接方式，大大地提高了使用的可靠性。

1.2 整体并联形式

1.2.1 简单的并联形式

简单并联方式中的 LED1-n 首尾并联，工作时每个 LED 上承受的电压相等。由 LED 的 特性可见，其属于电流型器件，加在 LED 上电压的微小变化，都将引起电流的较大变化 。此外由于受到 LED 制造技术的限制，即使是同一批次的 LED，其性能上的差异也是固 有存在的，因此 LED1-n 工作时，流过每个 LED 的电流是不相等的。由此可见，每个 LED 电流分配的不均可能使电流过大的 LED 寿命锐减，甚至烧坏。这种连接方式虽然较为简 单，但是可靠性并不高，特别是对于 LED 数量较多情况下的应用就更容易造成使用的故 障。

1.2.2 独立匹配的并联形式

针对 1.2.1 中存在的可靠性问题，独立匹配的并联形式是一种很好的方式。这种方式中的每个 LED 都具有电流独自可调性（驱动器 V+输出端分别为 L1-n），保证流过每个 LED 的电流在其要求的范围内。具有驱动效果好、单个 LED 保护完整，故障时不影响其它的 LED 工作、可以匹配具有较大差异的 LED 等特点。存在的主要问题是：整个驱动电路的构成较为复杂、装置的造价高、占用的体积大，不适用于数量较多的 LED 电路。

1.3 混联形式

混联形式是综合了串联形式和并联形式的各自优点而提出的，主要的形式有两种。

1.3.1 先串后并的混联方式

当应用的 LED1-n 数量较多时，简单的串联或者是简单并联都不现实，因为前者要求 驱动器输出很高的电压（单个 LED 电压 VF 的 n 倍），后者要求驱动器输出很大电流（单个 LED 电流 IF 的 n 倍）。这对于驱动器的设计和制造都带来困难，并且还牵涉到驱动电路的 结构问题和总体的效率问题。串联的 LED 数量 n 与单个 LED 的工作电压 VF 的乘积 nVF 决定 驱动器输出电压;并联的 LED 串的数量 m 与单个 LED 的工作电流 IF 的乘积 mIF 决定驱动器 输出电流，而 mIF×nVF 的值就决定驱动器的输出功率。因此采用先串后并的混联方式 主要是既保证有一定的可靠性（每串中的 LED 故障最多只影响本串的正常发光），又保证 与驱动电路的匹配（驱动器输出合适的电压），比单纯的串联形式提高了可靠性。整个电 路具有结构较为简单、连结方便、效率较高等特点，适用于 LED 数量多的应用场合。

1.3.2 先并后串的混联方式

先并后串的 LED 连结方式是另一种有别于 1.3.1 的混联方式。由于采用的是 LED1- n~LED1-n 先并联连结，提高了每组 LED 故障时的工作可靠性，但是由此一来每一组并 联的 LED 的均流问题就至关重要，可以采用配对挑选的方式，选择工作电压电流尽量相 同的 LED 作为并联的一组，或者给每个 LED 串连小的均流电阻来解决。

1.3 交叉阵列形式

的可靠性，降低故障率提出来的。主要构成形式是： 每串以 3 个 LED 为一组，分别接入驱动器输出的 Va，Vb，Vc 输出端。当一串中的 3 个 LED 都正常时，3 个 LED 同时发光;一旦其中有一个或两个 LED 失效开路时，可以保证至少有一个 LED 的正常工作。这样一来就能够大大地提高了每组 LED 发光的可靠性，也就能够提高整个 LED 发光的总体可靠性。

2 不同形式连接的比较

不同的连结方式具有各自不同的特点，并且对驱动器的要求也有不同。特别是在单个 LED 发生故障时电路工作的情况、整体发光的可靠性、保证整体 LED 尽量能够继续工作能力、减少总体 LED 的失效率等就显得尤为重要。表 1 给出了采用不同连结方式下的相关情祝的比较，可以有一个直观的了解。

3 结束语

总而言之，LED 的群体应用是 LED 实际应用的重要方式。不同的 LED 连结方式对于大范围 LED 的使用和对驱动电路的设计要求等都至关重要。因此在实际电路的组合中，正确选择相适应的 LED 连绪方式对于提高其发光的效果、工作的可靠性、驱动器设计制造的难易程度，以及整个电路的效率等都具有积极的意义。
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