Mạch điện tiếp nối đuôi nhau và song song là hai mạch cơ bản được dùng rất nhiều trong đấu nối dây cho đèn LED trong những ứng dụng chiếu sáng như quảng cáo, biển báo, led điểm, F5 / F8, chạy chữ … Giữa hai mạch điện này, tất cả chúng ta nên dùng loại nào, tiếp nối đuôi nhau hay song song, hay cả hai loại mạch này trong cùng một ứng dung .
Mạch LED đấu nối tiếp là mạch điện với dòng điện đi theo một đường dẫn từ đầu đến cuối với Cực dương (Anode) của bóng LED thứ hai được nối với Cực âm (Cathode) của bóng LED đầu tiên.Ví dụ để nối một mạch điện nối tiếp như hình bên: đầu ra điện áp dương V+ từ nguồn điều khiển kết nối với cực dương của đèn LED đầu tiên và cực âm của đèn LED này nối với cực dương của đèn LED thứ hai, cứ như vậy đấu nối đến đèn LED cuối cùng trong mạch điện. Sau đó, nối cực âm của đèn LED cuối cùng đến đầu ra âm V- của nguồn điều khiển, từ đó tạo ra được một mạch điện kín.
Khi gia công với đèn LED công suất cao ( LED High Power, LED Luxeon) thì mạch LED đấu nối tiếp thường được sử dụng cùng với nguồn LED ổn dòng. Đấu nối tiếp giúp các bóng LED đều nhận dòng cung cấp như nhau, do vậy các bóng LED sẽ có cùng cường độ ánh sáng. Đồng thời mỗi LED đều nhận dòng như nhau nên sẽ tránh được một vài sự cố không mong muốn như “ thermal runaway”.
Những lưu ý với mạch LED mắc nối tiếp:
- Dòng đi qua tất cả các bóng LED của nhánh nối tiếp đều bằng nhau trong mọi thời điểm.
- Tổng điện áp của mạch sẽ bằng tổng điện áp đặt ở hai đầu của mỗi bóng LED.
- Nếu một bóng LED bị hư hỏng thì sẽ ngắt toàn bộ mạch.
- Mạch LED mắc nối tiếp dễ dàng hơn trong việc đấu nối và khắc phục sự cố.
- Có thể thay đổi mức điện áp cung cấp cho mỗi bóng LED.
Nguồn cấp cho mạch LED đấu nối tiếp:
Khi mạch LED mắc tiếp nối đuôi nhau thì “ tổng điện áp của mạch sẽ bằng tổng điện áp đặt Vf ở hai đầu của mỗi bóng LED ”, nên ngỏ ra điện áp của nguồn cấp phải có giá trị tối thiểu bằng tổng Vf của hàng loạt LED trong mạch. Ví dụ : Giả định dùng nguồn ổn dòng Done DC-7W-300 có điện áp ngỏ ra là 12V, cấp nguồn cho LED Luxeon có điện áp đặt Vf = 3V, thì nguồn Done này cấp được cho tối đa 4 bóng LED Luxeon mắc tiếp nối đuôi nhau nhau .
Ở phần trên tất cả chúng ta đã đề cập đến viêc sử dụng nguồn LED ổn dòng vì loại nguồn này có điện áp đầu ra biến hóa tương thích với mạch LED mắc tiếp nối đuôi nhau. Khi đèn LED nóng lên thì điện áp Vf biến hóa, lúc này điều quan trọng là nguồn LED ổn dòng hoàn toàn có thể đổi khác điện áp đầu ra nhưng dòng điện đầu ra cấp cho mạch LED thì không đổi. Nói chung, điều quan trọng là phải bảo vệ điện áp ra của nguồn LED bằng hoặc lớn hơn tổng Vf của những bóng LED trong mạch. Thông thường một số ít nguồn LED ổn dòng nhu yếu một điện áp rơi ( khoảng chừng 2V ) là tổn hao của mạch điện bên trong nguồn LED .
Bây giờ việc cuối cùng là tìm một nguồn LED ổn dòng phù hợp và đấu nối vào mạch LED. Tuy nhiên trong một vài trường hợp thì việc này không dể dàng, với nhiều nguyên nhân, có thể điện áp đầu vào không đủ để cấp nguồn cho nhiều đèn LED mắc nối tiếp, hoặc có thể điện áp tổng của mạch quá lớn do có quá nhiều đèn LED mắc nối tiếp nên không có nguồn phù hợp, hoặc đơn giản bạn muốn giới hạn chi phí của nguồn điều khiển. Trong trường hợp này, thì mạch LED đấu song song là một giải pháp khả thi.
2. Mạch LED đấu song song:
Trong một mạch LED đấu song song thì tất cả cực dương của bóng LED được nối với nhau và nối vào ngỏ ra điện áp dương V+ của nguồn điều khiển, tất cả cực âm của bóng LED được nối với nhau và nối vào ngỏ ra điện áp âm V- của nguồn điều khiển.
Những lưu ý với mạch LED đấu song song:
- Điện áp đặt ở 2 đầu mạch nhánh song song là bằng nhau và bằng với điện áp nguồn.
- Cường độ dòng điện của nguồn cấp bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua mỗi mạch nhánh song song.
- Điện áp đặt ở mỗi nhánh song song cần có giá trị như nhau để tránh hiện tượng lệch dòng.
3. Mạch LED đấu hỗn hợp hai loại mạch điện trên:
Trong thực tế có nhiều ứng dụng với số chip Led được sử dụng, nếu đấu nối tiếp thì điện áp đặt rất lớn, nếu đấu nối song song thì dòng điện ra của trình điều khiển không đáp ứng được. Lúc này, giải pháp đấu hỗn hợp hai loại mạch trên là một giải pháp khả thi.
Ví dụ : Dùng nguồn tinh chỉnh và điều khiển dòng Done 10V dc, 900 mA chạy một mạch đèn chiếu sáng dùng 9 bóng led Luxeon 1W với dòng điện nhu yếu 300 mA. Điện áp đặt trên mỗi bóng Luxeon với dòng điện này là 3.3 Vdc. Trong trường hợp này nếu mắc 9 bóng LED tiếp nối đuôi nhau thì với điện áp 10V dc, trình điều khiển và tinh chỉnh sẽ bị thiếu áp ( 3.3 × 9 = 29.7 V ). Tuy nhiên 10V dc đủ để chạy 3 bóng Luxeon mắc tiếp nối đuôi nhau nhau ( 3.3 × 3 = 10 ). Nếu mắc 9 bóng Luxeon song song thì dòng điện phân phối cho bóng không đạt nhu yếu ( 900 / 9 = 100 mA ). Nhưng nếu mắc 9 bóng Luxeon này làm 3 cụm đèn song song của 3 bóng tiếp nối đuôi nhau nhau thì điện áp cấp cho mỗi cụm 3 bóng tiếp nối đuôi nhau sẽ là 10V dc và dòng điện qua mỗi bóng sẽ là 300 mA .
4. Những lưu ý khi sử dụng mạch LED đấu song song và mạch LED đấu hỗn hợp:
Một yếu tố tiềm năng khác là ngay cả khi những bóng LED cùng một loại và đến cùng một lô sản xuất thì giá trị điện áp đặt Vf vẫn có dung sai nhất định ( 20 % ). Do đó, điện áp trên những nhánh song song sẽ không bằng nhau làm cho dòng điện qua những nhánh không giống nhau. Khi một nhánh thu được dòng điện hơn những nhánh khác, đèn LED bị quá tải sẽ nóng lên và điện áp đặt Vf của bóng LED sẽ đổi khác nhiều hơn, dẫn đến dòng điện phân loại qua những nhánh sẽ lệch nhiều hơn. Nếu đến mức dẫn đến hiện tượng kỳ lạ “ Thermal runaway ” thì hoàn toàn có thể phá hỏng bóng LED và hàng loạt mạch .
