LED發(fā)光和角度有什么聯(lián)系？PT4115LED電路設(shè)計(jì)原理

　　LED發(fā)光和角度真的有聯(lián)系嗎？

　　以往LED燈珠貼片和電源的效率不是很高，這種情況下就需要采用較大截面的鋁合金來(lái)幫助散熱，因此市場(chǎng)上見(jiàn)到最多的就是這種半塑半鋁結(jié)構(gòu)的LED燈管。

　　隨著科技的進(jìn)步，LED光源和電源的效率提高，發(fā)熱會(huì)越來(lái)越小，將來(lái)全塑燈管由于成本低廉會(huì)在整個(gè)LED燈管市場(chǎng)占有一席之地。

　　玻璃LED燈管具有安全性好，使用性能佳，成本不高等突出優(yōu)點(diǎn)將成為半塑半鋁、全塑和玻璃燈管三種結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)。

　　為了更好地節(jié)約資源，玻璃LED燈管自身結(jié)構(gòu)也將以?xún)?nèi)部燈板和外部端蓋均不粘膠的裝配結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，這樣能最大限度地突出玻璃管的優(yōu)勢(shì)。

　　另外，不粘膠結(jié)構(gòu)能方便玻璃燈管的組裝和易于玻璃燈管的維修，這樣便能克服玻璃管用于LED燈管易碎的唯一缺陷，玻璃LED燈管將成為趨勢(shì)。

　　從透明度來(lái)分，三種結(jié)構(gòu)的LED燈管都可以分為透明管和霧狀管兩種。

　　透明LED燈管的發(fā)光角度實(shí)質(zhì)上與LED光源自身的發(fā)光角度基本一致，也都是120度，如下圖。

　　 透明LED燈管的發(fā)光角度

　　霧狀燈管根據(jù)半塑半鋁，全塑和玻璃這三種燈管內(nèi)部的發(fā)光點(diǎn)位置的不同，體現(xiàn)在霧狀燈管上的發(fā)光角度也會(huì)不同，我們?nèi)庋鬯芸吹綗艄艿拿髁羺^(qū)域稱(chēng)為燈管模糊發(fā)光區(qū)域，所得到燈管的發(fā)光角度稱(chēng)為模糊發(fā)光角度。

　　下面就三種不同結(jié)構(gòu)的LED燈管同樣在霧狀情況下的模糊發(fā)光角度作詳細(xì)分析。

　　霧狀情況下的模糊發(fā)光角度

　　從上圖可以看出，盡管LED光源的發(fā)光角度都是120度，但由于燈管的霧狀效果，改變了燈管光源原有的發(fā)光角度。三種結(jié)構(gòu)LED燈管的模糊發(fā)光角度如下：

　　1、半塑半鋁的模糊發(fā)光角度成了180度，其中LED光源（120度發(fā)光角度）的光線已經(jīng)全部照射在模糊發(fā)光角度的有效范圍之內(nèi)，均為有效光。

　　2、全塑管的模糊發(fā)光角度一般在240度到290度之間。LED光源（120度發(fā)光角度）的光線沒(méi)有全部照射在模糊發(fā)光角度的有效范圍之內(nèi)，有較大一部分的光線在燈管半圓的上方，成了無(wú)效光，造成了浪費(fèi)。

　　3、圖中玻璃LED燈管的模糊發(fā)光角度為290度上下。LED光源（120度發(fā)光角度）的光線全部照射在模糊發(fā)光角度的有效范圍之內(nèi)，且均為有效光。

　　因此三種結(jié)構(gòu)LED燈管，玻璃管和半塑半鋁燈管的光效都很高。

　　五、LED燈管什么樣的發(fā)光角度更合理

　　通過(guò)以上分析可以得出以下結(jié)論：

　　1、對(duì)于直管型燈管，發(fā)光角度并不是越大越好，傳統(tǒng)日光燈管是沒(méi)有方向性的，其發(fā)光角度高達(dá)360度。但實(shí)際上360度發(fā)光角度的燈管只有一半成為可利用的有效光。

　　2、LED燈管也同屬直管型燈管，但LED光源是方向性光源，人們可以最大化地利用有效光。

　　——LED燈管沒(méi)有必要去模仿傳統(tǒng)日光燈的發(fā)光角度，盲目強(qiáng)調(diào)發(fā)光角度，認(rèn)為發(fā)光角度越大越好的想法是錯(cuò)誤的。

　　3、理論上講，LED燈管大于120度的模糊發(fā)光角度就能做到燈管光效不浪費(fèi)。半塑半鋁180度的模糊發(fā)光角度完全可以滿足所有場(chǎng)所的用燈需要。全塑管290度左右的模糊發(fā)光角度會(huì)損失照射在超過(guò)180度上方的光線。

　　4、理論上講，LED燈管大于120度的模糊發(fā)光角度就能做到燈管光效不浪費(fèi)。半塑半鋁180度的模糊發(fā)光角度完全可以滿足所有場(chǎng)所的用燈需要。全塑管290度左右的模糊發(fā)光角度會(huì)損失照射在超過(guò)180度上方的光線。

　　有場(chǎng)所的用燈需要。

　　5、對(duì)于霧狀管材，LED燈管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵從在亮燈情況下不會(huì)明顯看到燈珠為度，這樣便能使得LED燈管的光效最大化。

　　PT4115芯片來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)LED燈帶電路要怎樣設(shè)計(jì)？ 　　1）LED工作要素

　　LED工作的主要參數(shù)是VF、IF，其它相關(guān)的是顏色/色溫/波長(zhǎng)/亮度/發(fā)光角度/效率/功耗等。LED是一個(gè)P-N結(jié)二極管，只有施加足夠的正向電壓才能傳導(dǎo)電流。VF正向電壓是為L(zhǎng)ED發(fā)光建立一個(gè)正常的工作狀態(tài)，IF正向電流是促使LED發(fā)光，發(fā)光亮度與流過(guò)的電流成正比例。LED VF標(biāo)稱(chēng)電壓：3.4V± 0.2V 。LED IF工作電流按應(yīng)用需要選用，各檔不能混用。

　　LED 燈用各檔LED電流：

　　2）大功率照明用LED

　　大功率照明用LED其封裝從成品來(lái)看是單顆芯片的，其實(shí)是用N顆LED管芯封裝在一個(gè)單位里的。它們的排列組合是串并聯(lián)，它們是N個(gè)串聯(lián)，再N個(gè)并聯(lián)，然后由二點(diǎn)聯(lián)接電源（圖1）。選用時(shí)要特別注意它的VF和IF。

　　3）LED燈具驅(qū)動(dòng)原理

　　LED燈具驅(qū)動(dòng)需要先將高壓的交流電變換成低壓的交流電（AC/AC），然后將低壓的交流電經(jīng)橋式整流變換成低壓的直流電（AC/DC），再通過(guò)高效率的DC/DC開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器降壓和變換成恒流源，輸出恒定的電流驅(qū)動(dòng)LED光源。LED光源是按燈具的設(shè)計(jì)要求由小功率或大功率LED多串多并而組成。每串的IF電流是按所選用的LED光源IF要求設(shè)計(jì)，總的正向電壓△VF是N顆LED的總和。LED燈具驅(qū)動(dòng)原理如圖2所示。

　　LED燈具選用36V以下的交流電源可以考慮非隔離供電，如選用220V和100V的交流電源應(yīng)考慮隔離供電。

　　4）應(yīng)用方案簡(jiǎn)潔的PT4115工作原理

　　PT4115具備高度集成的DC/DC-Buck→Constant Current 功能，它能將直流電壓直接轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒流輸出。應(yīng)用方案簡(jiǎn)潔的PT4115實(shí)用電路如圖4。

　　PT4115的開(kāi)關(guān)頻率采用抖頻技術(shù)有效降低EMI。頻率抖動(dòng)技術(shù)（Frequency Jitter）是一種從分散諧波干擾能量著手解決EMI問(wèn)題的新方法。頻率抖動(dòng)技術(shù)是指開(kāi)關(guān)電源的工作頻率并非固定不變，而是周期性地由窄帶變?yōu)閷拵У姆绞絹?lái)降低 EMI，來(lái)減小電磁干擾的方法。未采用頻率抖動(dòng)技術(shù)時(shí)，各次諧波較窄而且離散，幅值在諧波頻率較高處，EMI集中在峰尖。采用頻率抖動(dòng)技術(shù)時(shí)，諧波幅值降低并且變得平滑，高次諧波接近連續(xù)響應(yīng)。減小EMI的效果十分顯著。

　　PT4115是8-30V寬電壓輸入，擊穿電壓》45V ；輸出電流可達(dá)1.2A。轉(zhuǎn)換效率高達(dá)97％。輸出電流精度達(dá)± 5％。芯片具有過(guò)溫、過(guò)壓、過(guò)流、LED開(kāi)路保護(hù)等多種功能。采用SOT89-5封裝，有利于驅(qū)動(dòng)芯片管芯的快速散熱。周邊應(yīng)用電路簡(jiǎn)約，僅四個(gè)元器件，應(yīng)用成本低廉。

　　DIM調(diào)光采用由高向低調(diào)光，安全可靠。PWM和模擬電壓均可。DIM端內(nèi)部有一個(gè)200K上拉電阻（Rup）接到內(nèi)部5V電源。有些燈具需要實(shí)施過(guò)溫保護(hù)，可在DIM端加一熱敏電阻、NTC或溫度二極管，DIM端的電壓由Rup和NTC分壓決定，利用模擬調(diào)光的原理以及溫度對(duì)PN結(jié)電流的負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)溫度控制。由此可實(shí)現(xiàn)LED燈具的動(dòng)態(tài)過(guò)溫保護(hù)。NTC也可選用半導(dǎo)體溫度傳感器或PN結(jié)。實(shí)用電路如圖5。