LED发光和角度有什么联系？PT4115LED电路设计原理

　　LED发光和角度真的有联系吗？

　　以往LED灯珠贴片和电源的效率不是很高，这种情况下就需要采用较大截面的铝合金来帮助散热，因此市场上见到最多的就是这种半塑半铝结构的LED灯管。

　　随着科技的进步，LED光源和电源的效率提高，发热会越来越小，将来全塑灯管由于成本低廉会在整个LED灯管市场占有一席之地。

　　玻璃LED灯管具有安全性好，使用性能佳，成本不高等突出优点将成为半塑半铝、全塑和玻璃灯管三种结构的主导。

　　为了更好地节约资源，玻璃LED灯管自身结构也将以内部灯板和外部端盖均不粘胶的装配结构出现，这样能最大限度地突出玻璃管的优势。

　　另外，不粘胶结构能方便玻璃灯管的组装和易于玻璃灯管的维修，这样便能克服玻璃管用于LED灯管易碎的唯一缺陷，玻璃LED灯管将成为趋势。

　　从透明度来分，三种结构的LED灯管都可以分为透明管和雾状管两种。

　　透明LED灯管的发光角度实质上与LED光源自身的发光角度基本一致，也都是120度，如下图。

　　 透明LED灯管的发光角度

　　雾状灯管根据半塑半铝，全塑和玻璃这三种灯管内部的发光点位置的不同，体现在雾状灯管上的发光角度也会不同，我们肉眼所能看到灯管的明亮区域称为灯管模糊发光区域，所得到灯管的发光角度称为模糊发光角度。

　　下面就三种不同结构的LED灯管同样在雾状情况下的模糊发光角度作详细分析。

　　雾状情况下的模糊发光角度

　　从上图可以看出，尽管LED光源的发光角度都是120度，但由于灯管的雾状效果，改变了灯管光源原有的发光角度。三种结构LED灯管的模糊发光角度如下：

　　1、半塑半铝的模糊发光角度成了180度，其中LED光源（120度发光角度）的光线已经全部照射在模糊发光角度的有效范围之内，均为有效光。

　　2、全塑管的模糊发光角度一般在240度到290度之间。LED光源（120度发光角度）的光线没有全部照射在模糊发光角度的有效范围之内，有较大一部分的光线在灯管半圆的上方，成了无效光，造成了浪费。

　　3、图中玻璃LED灯管的模糊发光角度为290度上下。LED光源（120度发光角度）的光线全部照射在模糊发光角度的有效范围之内，且均为有效光。

　　因此三种结构LED灯管，玻璃管和半塑半铝灯管的光效都很高。

　　五、LED灯管什么样的发光角度更合理

　　通过以上分析可以得出以下结论：

　　1、对于直管型灯管，发光角度并不是越大越好，传统日光灯管是没有方向性的，其发光角度高达360度。但实际上360度发光角度的灯管只有一半成为可利用的有效光。

　　2、LED灯管也同属直管型灯管，但LED光源是方向性光源，人们可以最大化地利用有效光。

　　——LED灯管没有必要去模仿传统日光灯的发光角度，盲目强调发光角度，认为发光角度越大越好的想法是错误的。

　　3、理论上讲，LED灯管大于120度的模糊发光角度就能做到灯管光效不浪费。半塑半铝180度的模糊发光角度完全可以满足所有场所的用灯需要。全塑管290度左右的模糊发光角度会损失照射在超过180度上方的光线。

　　4、理论上讲，LED灯管大于120度的模糊发光角度就能做到灯管光效不浪费。半塑半铝180度的模糊发光角度完全可以满足所有场所的用灯需要。全塑管290度左右的模糊发光角度会损失照射在超过180度上方的光线。

　　有场所的用灯需要。

　　5、对于雾状管材，LED灯管的内部结构设计遵从在亮灯情况下不会明显看到灯珠为度，这样便能使得LED灯管的光效最大化。

　　PT4115芯片来设计一个LED灯带电路要怎样设计？ 　　1）LED工作要素

　　LED工作的主要参数是VF、IF，其它相关的是颜色/色温/波长/亮度/发光角度/效率/功耗等。LED是一个P-N结二极管，只有施加足够的正向电压才能传导电流。VF正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态，IF正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正比例。LED VF标称电压：3.4V± 0.2V 。LED IF工作电流按应用需要选用，各档不能混用。

　　LED 灯用各档LED电流：

　　2）大功率照明用LED

　　大功率照明用LED其封装从成品来看是单颗芯片的，其实是用N颗LED管芯封装在一个单位里的。它们的排列组合是串并联，它们是N个串联，再N个并联，然后由二点联接电源（图1）。选用时要特别注意它的VF和IF。

　　3）LED灯具驱动原理

　　LED灯具驱动需要先将高压的交流电变换成低压的交流电（AC/AC），然后将低压的交流电经桥式整流变换成低压的直流电（AC/DC），再通过高效率的DC/DC开关稳压器降压和变换成恒流源，输出恒定的电流驱动LED光源。LED光源是按灯具的设计要求由小功率或大功率LED多串多并而组成。每串的IF电流是按所选用的LED光源IF要求设计，总的正向电压△VF是N颗LED的总和。LED灯具驱动原理如图2所示。

　　LED灯具选用36V以下的交流电源可以考虑非隔离供电，如选用220V和100V的交流电源应考虑隔离供电。

　　4）应用方案简洁的PT4115工作原理

　　PT4115具备高度集成的DC/DC-Buck→Constant Current 功能，它能将直流电压直接转换成稳定的恒流输出。应用方案简洁的PT4115实用电路如图4。

　　PT4115的开关频率采用抖频技术有效降低EMI。频率抖动技术（Frequency Jitter）是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI问题的新方法。频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变，而是周期性地由窄带变为宽带的方式来降低 EMI，来减小电磁干扰的方法。未采用频率抖动技术时，各次谐波较窄而且离散，幅值在谐波频率较高处，EMI集中在峰尖。采用频率抖动技术时，谐波幅值降低并且变得平滑，高次谐波接近连续响应。减小EMI的效果十分显著。

　　PT4115是8-30V宽电压输入，击穿电压》45V ；输出电流可达1.2A。转换效率高达97％。输出电流精度达± 5％。芯片具有过温、过压、过流、LED开路保护等多种功能。采用SOT89-5封装，有利于驱动芯片管芯的快速散热。周边应用电路简约，仅四个元器件，应用成本低廉。

　　DIM调光采用由高向低调光，安全可靠。PWM和模拟电压均可。DIM端内部有一个200K上拉电阻（Rup）接到内部5V电源。有些灯具需要实施过温保护，可在DIM端加一热敏电阻、NTC或温度二极管，DIM端的电压由Rup和NTC分压决定，利用模拟调光的原理以及温度对PN结电流的负反馈实现动态温度控制。由此可实现LED灯具的动态过温保护。NTC也可选用半导体温度传感器或PN结。实用电路如图5。