LED 阵列可靠性校核计算器
串并联混联阵列设计校核：静态工作点、断串/短路失效分析、灯珠结温寿命、恒流精度与均流。预填 23 串 4 并 65V/0.25A（Buck 高PF 主线示例）。
阵列与灯珠参数
颗/串 · 灯珠串联数
串 · 并联支路数
A · 驱动恒流设定值
V · 65V/23串≈2.82V
V · 规格书 bin 范围
Ω · 工作点斜率（算纹波用）
mA · 规格书连续额定
℃/W · 2835 约 10~15
℃/W · 焊盘→空气（铝基板）
℃ · 灯板附近
℃ · Tjmax（规格书）
% · 恒流源误差
℃ · 光衰寿命基准（10℃ 法则）
① 静态工作点
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 每并电流 I_par = Io/Np | – | 正常态单串电流 |
| 串电压 Vs = Ns×Vf | – | 输出工作点电压 |
| 阵列动态电阻 R_dyn = Ns×r/Np | – | 与 BuckLED 口径一致（纹波/均流用） |
| 阵列总功耗 P = Io×Vs | – | 驱动输出功率 |
| 电流占额定比 | – | I_par/I_rated；>80% 建议降额 |
② 断串 / 短路失效场景
| 场景 | 剩余支路电流 | 过流倍数 | 结温 | 判定 |
|---|---|---|---|---|
| 正常（Np 并） | – | – | – | – |
| 断 1 串（Np−1） | – | – | – | – |
| 断 2 串（Np−2） | – | – | – | – |
| 短路 1 颗（该串独吞电流） | – | – | – | – |
③ 灯珠结温与寿命
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 灯珠结温 Tj = Ta+P_颗×ΣRth | – | ＞Tjmax 红警 |
| 结温裕量 Tjmax−Tj | – | 建议 ≥30℃ |
| 寿命系数（10℃ 法则） | – | 相对参考结温的光衰寿命倍数 |
④ 恒流精度与均流偏差
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 恒流输出范围 Io± | – | 恒流源精度折算 |
| Vf 离散不均度 ± | – | ΔVf 串间差/(Ns×r_dyn) 折算 |
| 最热支路电流 / 占额 | – | I_par+不均度最大支路 |
校核结论将显示在这里。
公式与说明
① I_par = Io/Np；Vs = Ns×Vf；R_dyn = Ns×r_dyn/Np；P = Io×Vs
② 断 k 串：I_par' = Io/(Np−k)，其余支路电流同比上升
③ 短路 1 颗：该串 Vf 降 1 颗，恒流输出被钳位 → 其余串截止，该串独吞 Io
④ Tj = Ta + I_par×Vf×(Rth_JC+Rth_CA)；寿命系数 = 2^((Tj_ref−Tj)/10)
⑤ 均流不均度 ≈ ΔVf串间差/(Ns×r_dyn)
② 断 k 串：I_par' = Io/(Np−k)，其余支路电流同比上升
③ 短路 1 颗：该串 Vf 降 1 颗，恒流输出被钳位 → 其余串截止，该串独吞 Io
④ Tj = Ta + I_par×Vf×(Rth_JC+Rth_CA)；寿命系数 = 2^((Tj_ref−Tj)/10)
⑤ 均流不均度 ≈ ΔVf串间差/(Ns×r_dyn)
失效物理
恒流源驱动的混联阵列：断串时剩余支路按 Io/(Np−k) 重分配（电流上升、亮度漂移、寿命折损）；单颗短路时该串 Vf 下降，恒流输出电压被钳到该串，其余串截止，该串独吞全部恒流 → 整串雪崩烧毁。并联数 ≥3 时单颗短路容错较好，但断串/短路保护（开路检测）仍是可靠性关键。
10℃ 法则
白光 LED 结温每降低 10℃，光衰寿命约延长 1 倍（经验法则，不同封装/电流密度有差异）。Tj 主要受电流密度、铝基板面积、导热垫/硅脂热阻影响；降额电流 + 扩散热面积是性价比最高的寿命手段。
R_dyn 口径
动态电阻 R_dyn = Ns×r_dyn/Np（如 23串4并×1Ω = 5.75Ω）：算纹波电流 ΔI_LED = ΔVo/R_dyn 用动态值；算静态功耗 P=U×I 用静态等效电阻 R_eq=U/I。二者不混用——与 BuckLED 主线口径一致。