LED驅動電路設計

第1章 LED照明系統(tǒng)設計 1
1.1 LED的基本特性 1
1.2 LED驅動電路的拓撲結構 3
1.2.1 LED驅動電路的基本要求 3
1.2.2 BUCK DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 4
1.2.3 BOOST DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 7
1.2.4 BUCK-BOOST（降壓-升壓型）DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 10
1.2.5 SEPIC（單端初級電感轉換器）DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 12 第1章 LED照明系統(tǒng)設計 1
1.1 LED的基本特性 1
1.2 LED驅動電路的拓撲結構 3
1.2.1 LED驅動電路的基本要求 3
1.2.2 BUCK DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 4
1.2.3 BOOST DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 7
1.2.4 BUCK-BOOST（降壓-升壓型）DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 10
1.2.5 SEPIC（單端初級電感轉換器）DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 12
1.2.6 FLYBACK（反激式）DC-DC開關穩(wěn)壓器拓撲結構 15
1.2.7 LLC半橋諧振變換器拓撲結構 18
1.2.8 LED的調(diào)光操作 22
1.2.9 LED驅動電路設計應注意的一些問題 23
1.3 照明用LED驅動電路的電氣要求 24
1.4 LED照明系統(tǒng)設計的基本步驟 25
1.4.1 確定照明需求 26
1.4.2 確定設計目標 27
1.4.3 估計光學系統(tǒng)的效率 27
1.4.4 估計熱系統(tǒng)的效率 28
1.4.5 估計電氣系統(tǒng)的效率 29
1.4.6 計算需要的LED數(shù)量 30
1.4.7 對設計進行優(yōu)化處理 31
1.4.8 構建和評估原型燈具 34
1.5 LED燈和LED燈具認證 34
1.5.1 LED燈和LED燈具認證常見問題 34
1.5.2 LED燈具/電源（驅動電路）UL認證 35
1.5.3 LED產(chǎn)品的T＆Uuml;V認證 36
第2章 LED驅動電路解決方案和設計工具 38
2.1 TI公司的LED驅動電路解決方案 38
2.1.1 TI公司的LED驅動器和LED照明設計 38
2.1.2 可選擇的TI公司的LED驅動器 39
2.2 TI公司的LED設計工具 39
2.2.1 WEBENCH＆reg;設計中心的LED設計工具 39
2.2.2 WEBENCH＆reg; LED Architect設計工具 40
2.2.3 WEBENCH＆reg; LED Designer設計工具 40
2.3 WEBENCH＆reg; Designer的LED設計工具的使用 41
2.3.1 選擇WEBENCH＆reg; Designer的LED設計工具 41
2.3.2 進入WEBENCH＆reg; Designer的LED驅動電路設計頁面 41
2.3.3 優(yōu)化設計 42
2.3.4 LED和散熱器選擇 43
2.3.5 驅動器選擇 44
2.3.6 設計項目總結 45
2.3.7 訂購評估板、樣品和IC 49
2.4 LED參考設計選擇工具的使用 51
2.4.1 進入LED參考設計選擇工具 51
2.4.2 選擇所需要的LED照明規(guī)格（參數(shù)） 52
2.4.3 選擇推薦的設計 52
2.4.4 推薦的設計實例簡介 53
2.5 PI公司的LED驅動電路解決方案 54
2.5.1 PI公司的LED驅動器IC 54
2.5.2 PI ExpertTM設計軟件 55
2.5.3 LED設計選擇器 55
2.5.4 LED電源驅動方案選擇 56
2.5.5 LED電源驅動方案設計文檔 59
第3章 AC-DC LED驅動電路設計 60
3.1 AC-DC PFC離線式初級側感應的LED驅動電路設計 60
3.1.1 具有PFC的離線式初級側感應LED驅動器TPS92310 60
3.1.2 恒定導通時間控制 60
3.1.3 初級檢測的恒定電流控制 62
3.1.4 ZCD檢測、延遲設置與輸出過壓 63
3.1.5 輸出短路保護 64
3.1.6 主要元器件參數(shù)計算 64
3.2 AC-DC降壓PFC非隔離相位可調(diào)光LED驅動電路設計 65
3.2.1 AC-DC降壓PFC非隔離相位可調(diào)光LED驅動器TPS92075 65
3.2.2 17W、交流120V輸入非隔離可調(diào)光LED驅動器電路 65
3.2.3 TPS92075設計計算器 68
3.3 采用多串變壓器LLC控制技術的離線式LED驅動電路設計 69
3.3.1 傳統(tǒng)的高功率離線型LED照明驅動電路拓撲結構 69
3.3.2 新型的高功率離線型LED照明驅動電路拓撲結構 70
3.3.3 新型多串變壓器LLC諧振控制器UCC25710 71
3.3.4 LLC多串變壓器設計 72
3.3.5 100W離線型LED照明驅動電路設計實例 75
3.3.6 輸出電流匹配 76
3.3.7 調(diào)光效率 76
3.4 交流230V輸入、330mA輸出、非調(diào)光8W LED驅動電路設計 77
3.5 交流230V輸入PFC反激式16W LED驅動電路設計 79
3.5.1 用于LED相位調(diào)光的PFC反激轉換控制器LM3447 79
3.5.2 初級側功率調(diào)節(jié)反激式LED驅動電路設計步驟 80
3.5.3 設計實例 82
3.6 交流輸入0.5W非隔離恒流LED驅動電路 85
3.6.1 12.9V、40mA非隔離Buck-Boost電路結構 85
3.6.2 設計要點 86
3.7 交流輸入1.25W非隔離恒流LED驅動電路 87
3.7.1 12.5V、100mA非隔離Buck-Boost電路結構 87
3.7.2 設計要點 88
3.8 用于MR16和AR111的LED驅動電路 88
3.8.1 低電壓AC-DC或DC-DC LED驅動器TPS92560 88
3.8.2 TPS92560設計計算器 89
3.9 用于T8/T10熒光燈替代方案的19W單級AC-DC LED驅動電路 90
3.9.1 19W單級AC-DC LED驅動電路（PMP4301） 90
3.9.2 單端反激PFC變換器 92
3.9.3 UCC28810控制器的工作原理 93
3.9.4 次級側電流反饋 95
3.9.5 PCB布局 95
3.10 24W T10燈管非隔離PFC LED驅動電路 96
3.10.1 非隔離PFC LED驅動電路結構 96
3.10.2 設計要點 98
3.11 23W超薄T8燈管隔離式的LED驅動電路 99
3.11.1 超薄T8燈管隔離式高功率因數(shù)LED驅動電路結構 99
3.11.2 設計要點 101
3.12 3W GU10 LED燈驅動電路 102
3.12.1 3W GU10 LED燈驅動電路結構 102
3.12.2 設計要點 103
3.13 5.8W可調(diào)光GU10 LED燈驅動電路 104
3.13.1 5.8W可調(diào)光GU10 LED燈驅動電路結構 104
3.13.2 設計要點 106
3.14 14.5W A19 LED驅動電路 107
3.14.1 14.5W A19 LED驅動電路結構 107
3.14.2 設計要點 109
3.15 7.5W PAR20可調(diào)光LED驅動電路 110
3.15.1 7.5W PAR20可調(diào)光LED驅動電路結構 110
3.15.2 設計要點 113
3.16 20W PAR38可調(diào)光LED驅動電路 114
3.16.1 20W PAR38可調(diào)光LED驅動電路結構 114
3.16.2 設計要點 117
3.17 12W BR40/8W BR30可控硅調(diào)光LED驅動電路 118
3.17.1 12W BR40/8W BR30可控硅調(diào)光LED驅動電路結構 118
3.17.2 設計要點 121
3.18 4.5W E17 LED燈驅動電路 122
3.18.1 4.5W E17 LED燈驅動電路結構 122
3.18.2 設計要點 123
3.19 1.1W蠟燭燈LED驅動電路 125
3.19.1 1.1W蠟燭燈LED驅動電路結構 125
3.19.2 設計要點 126
3.20 兩通道150W路燈LED驅動電路 127
3.20.1 兩通道150W路燈LED驅動電路結構 127
3.20.2 設計要點 130
第4章 DC-DC LED驅動電路設計 131
4.1 WLED（白光LED）驅動電路 131
4.2 采用LDO驅動WLED 132
4.2.1 LED正向電壓和正向電流 132
4.2.2 溫度對LED正向電壓和正向電流的影響 133
4.2.3 適合低電流WLED應用的TPS75105 LED驅動器 134
4.3 I2C接口一次性可編程雙輸出LED驅動電路 135
4.3.1 I2C接口雙輸出LED驅動器TPS92660 135
4.3.2 I2C接口雙輸出LED驅動電路實例 136
4.4 HB（高亮度）LED驅動電路 138
4.4.1 集成高側MOSFET的60V、1.5A降壓轉換器TPS92510 138
4.4.2 HB（高亮度）LED驅動電路實例 138
4.5 汽車用LED驅動電路 140
4.5.1 汽車用LED驅動器LM3492HCQ 140
4.5.2 汽車用LED驅動電路實例 140
4.6 AMOLED顯示器電源驅動電路 143
4.7 平板電腦背光照明LED驅動電路 145
4.7.1 平板電腦背光要求 145
4.7.2 最佳LED配置 147
4.7.3 平板電腦背光照明LED驅動電路設計實例 149
4.8 移動電話的閃光燈LED驅動電路 150
4.8.1 LED電流檢測 150
4.8.2 低電池電壓檢測 151
4.8.3 LED故障檢測 151
4.8.4 過溫檢測 152
4.8.5 1.5A多個LED攝像機閃光燈驅動電路實例 152
4.9 適用于LED手電筒低電池電壓驅動電路 155
4.10 單電池供電的LED照明系統(tǒng) 156
4.10.1 單電池供電的LED照明系統(tǒng)要求 156
4.10.2 系統(tǒng)結構和總體設計方案 157
4.10.3 LED驅動電路設計實例 157
4.10.4 按鍵及電池電壓檢測 159
4.10.5 系統(tǒng)控制流程及軟件設計 160
4.11 MCU控制的LED手電筒解決方案 160
4.12 無線LED照明系統(tǒng) 162
4.12.1 無線LED照明系統(tǒng)的主要功能 162
4.12.2 無線LED照明系統(tǒng)的結構 162
4.12.3 RF+微控制器片上系統(tǒng)CC430F613x 163
第5章 智能LED照明技術 164
5.1 智能照明技術簡介 164
5.1.1 燈光及照明控制方式 164
5.1.2 燈光及照明控制系統(tǒng) 165
5.1.3 智能燈光控制系統(tǒng)和智能照明控制系統(tǒng) 165
5.2 將智能引入LED照明應用 171
5.2.1 通過數(shù)字控制進行系統(tǒng)集成 173
5.2.2 智能的優(yōu)勢：質(zhì)量、效率和成本 174
5.2.3 通過遠程連接提高效率 175
5.2.4 利用電力線通信（PLC）技術 176
5.2.5 C2000TM Piccolo微控制器簡介 176
5.2.6 軟件、可編程性和支持 177
5.2.7 DC-DC LED開發(fā)者套件 178
5.2.8 Multi-DC/DC彩色LED套件 179
5.2.9 C2000 Piccolo MCU ACLED照明和通信套件 179
5.3 交流電源供電的智能LED照明系統(tǒng) 182
5.4 交流LED照明和通信開發(fā)工具套件的PLC 182
5.4.1 電力線通信（PLC）技術簡介 182
5.4.2 TI公司的電力線通信解決方案 184
5.5 DMX512通信接口 186
5.5.1 DMX512物理層和協(xié)議 187
5.5.2 硬件接口 188
5.5.3 DMX512軟件驅動程序 188
5.6 數(shù)字可尋址照明接口（DALI） 190
5.6.1 DALI系統(tǒng)的結構 190
5.6.2 DALI系統(tǒng)的電氣特性 192
5.6.3 DALI系統(tǒng)的編碼格式 192
5.6.4 DALI系統(tǒng)的指令格式 193
5.6.5 交流LED照明和通信開發(fā)工具套件上的DALI通信 193
參考文獻 196