LED驅(qū)動電路設(shè)計

第1章 LED照明系統(tǒng)設(shè)計 1
1.1 LED的基本特性 1
1.2 LED驅(qū)動電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3
1.2.1 LED驅(qū)動電路的基本要求 3
1.2.2 BUCK DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 4
1.2.3 BOOST DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 7
1.2.4 BUCK-BOOST（降壓-升壓型）DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 10
1.2.5 SEPIC（單端初級電感轉(zhuǎn)換器）DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 12 第1章 LED照明系統(tǒng)設(shè)計 1
1.1 LED的基本特性 1
1.2 LED驅(qū)動電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3
1.2.1 LED驅(qū)動電路的基本要求 3
1.2.2 BUCK DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 4
1.2.3 BOOST DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 7
1.2.4 BUCK-BOOST（降壓-升壓型）DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 10
1.2.5 SEPIC（單端初級電感轉(zhuǎn)換器）DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 12
1.2.6 FLYBACK（反激式）DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 15
1.2.7 LLC半橋諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 18
1.2.8 LED的調(diào)光操作 22
1.2.9 LED驅(qū)動電路設(shè)計應(yīng)注意的一些問題 23
1.3 照明用LED驅(qū)動電路的電氣要求 24
1.4 LED照明系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 25
1.4.1 確定照明需求 26
1.4.2 確定設(shè)計目標(biāo) 27
1.4.3 估計光學(xué)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(shè)計進行優(yōu)化處理 31
1.4.8 構(gòu)建和評估原型燈具 34
1.5 LED燈和LED燈具認(rèn)證 34
1.5.1 LED燈和LED燈具認(rèn)證常見問題 34
1.5.2 LED燈具/電源（驅(qū)動電路）UL認(rèn)證 35
1.5.3 LED產(chǎn)品的T＆Uuml;V認(rèn)證 36
第2章 LED驅(qū)動電路解決方案和設(shè)計工具 38
2.1 TI公司的LED驅(qū)動電路解決方案 38
2.1.1 TI公司的LED驅(qū)動器和LED照明設(shè)計 38
2.1.2 可選擇的TI公司的LED驅(qū)動器 39
2.2 TI公司的LED設(shè)計工具 39
2.2.1 WEBENCH＆reg;設(shè)計中心的LED設(shè)計工具 39
2.2.2 WEBENCH＆reg; LED Architect設(shè)計工具 40
2.2.3 WEBENCH＆reg; LED Designer設(shè)計工具 40
2.3 WEBENCH＆reg; Designer的LED設(shè)計工具的使用 41
2.3.1 選擇WEBENCH＆reg; Designer的LED設(shè)計工具 41
2.3.2 進入WEBENCH＆reg; Designer的LED驅(qū)動電路設(shè)計頁面 41
2.3.3 優(yōu)化設(shè)計 42
2.3.4 LED和散熱器選擇 43
2.3.5 驅(qū)動器選擇 44
2.3.6 設(shè)計項目總結(jié) 45
2.3.7 訂購評估板、樣品和IC 49
2.4 LED參考設(shè)計選擇工具的使用 51
2.4.1 進入LED參考設(shè)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(shè)計 52
2.4.4 推薦的設(shè)計實例簡介 53
2.5 PI公司的LED驅(qū)動電路解決方案 54
2.5.1 PI公司的LED驅(qū)動器IC 54
2.5.2 PI ExpertTM設(shè)計軟件 55
2.5.3 LED設(shè)計選擇器 55
2.5.4 LED電源驅(qū)動方案選擇 56
2.5.5 LED電源驅(qū)動方案設(shè)計文檔 59
第3章 AC-DC LED驅(qū)動電路設(shè)計 60
3.1 AC-DC PFC離線式初級側(cè)感應(yīng)的LED驅(qū)動電路設(shè)計 60
3.1.1 具有PFC的離線式初級側(cè)感應(yīng)LED驅(qū)動器TPS92310 60
3.1.2 恒定導(dǎo)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(shè)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(qū)動電路設(shè)計 65
3.2.1 AC-DC降壓PFC非隔離相位可調(diào)光LED驅(qū)動器TPS92075 65
3.2.2 17W、交流120V輸入非隔離可調(diào)光LED驅(qū)動器電路 65
3.2.3 TPS92075設(shè)計計算器 68
3.3 采用多串變壓器LLC控制技術(shù)的離線式LED驅(qū)動電路設(shè)計 69
3.3.1 傳統(tǒng)的高功率離線型LED照明驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 69
3.3.2 新型的高功率離線型LED照明驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 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(shè)計 72
3.3.5 100W離線型LED照明驅(qū)動電路設(shè)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(qū)動電路設(shè)計 77
3.5 交流230V輸入PFC反激式16W LED驅(qū)動電路設(shè)計 79
3.5.1 用于LED相位調(diào)光的PFC反激轉(zhuǎn)換控制器LM3447 79
3.5.2 初級側(cè)功率調(diào)節(jié)反激式LED驅(qū)動電路設(shè)計步驟 80
3.5.3 設(shè)計實例 82
3.6 交流輸入0.5W非隔離恒流LED驅(qū)動電路 85
3.6.1 12.9V、40mA非隔離Buck-Boost電路結(jié)構(gòu) 85
3.6.2 設(shè)計要點 86
3.7 交流輸入1.25W非隔離恒流LED驅(qū)動電路 87
3.7.1 12.5V、100mA非隔離Buck-Boost電路結(jié)構(gòu) 87
3.7.2 設(shè)計要點 88
3.8 用于MR16和AR111的LED驅(qū)動電路 88
3.8.1 低電壓AC-DC或DC-DC LED驅(qū)動器TPS92560 88
3.8.2 TPS92560設(shè)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(qū)動電路 90
3.9.1 19W單級AC-DC LED驅(qū)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(cè)電流反饋 95
3.9.5 PCB布局 95
3.10 24W T10燈管非隔離PFC LED驅(qū)動電路 96
3.10.1 非隔離PFC LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 96
3.10.2 設(shè)計要點 98
3.11 23W超薄T8燈管隔離式的LED驅(qū)動電路 99
3.11.1 超薄T8燈管隔離式高功率因數(shù)LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 99
3.11.2 設(shè)計要點 101
3.12 3W GU10 LED燈驅(qū)動電路 102
3.12.1 3W GU10 LED燈驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 102
3.12.2 設(shè)計要點 103
3.13 5.8W可調(diào)光GU10 LED燈驅(qū)動電路 104
3.13.1 5.8W可調(diào)光GU10 LED燈驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 104
3.13.2 設(shè)計要點 106
3.14 14.5W A19 LED驅(qū)動電路 107
3.14.1 14.5W A19 LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 107
3.14.2 設(shè)計要點 109
3.15 7.5W PAR20可調(diào)光LED驅(qū)動電路 110
3.15.1 7.5W PAR20可調(diào)光LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 110
3.15.2 設(shè)計要點 113
3.16 20W PAR38可調(diào)光LED驅(qū)動電路 114
3.16.1 20W PAR38可調(diào)光LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 114
3.16.2 設(shè)計要點 117
3.17 12W BR40/8W BR30可控硅調(diào)光LED驅(qū)動電路 118
3.17.1 12W BR40/8W BR30可控硅調(diào)光LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 118
3.17.2 設(shè)計要點 121
3.18 4.5W E17 LED燈驅(qū)動電路 122
3.18.1 4.5W E17 LED燈驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 122
3.18.2 設(shè)計要點 123
3.19 1.1W蠟燭燈LED驅(qū)動電路 125
3.19.1 1.1W蠟燭燈LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 125
3.19.2 設(shè)計要點 126
3.20 兩通道150W路燈LED驅(qū)動電路 127
3.20.1 兩通道150W路燈LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu) 127
3.20.2 設(shè)計要點 130
第4章 DC-DC LED驅(qū)動電路設(shè)計 131
4.1 WLED（白光LED）驅(qū)動電路 131
4.2 采用LDO驅(qū)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(yīng)用的TPS75105 LED驅(qū)動器 134
4.3 I2C接口一次性可編程雙輸出LED驅(qū)動電路 135
4.3.1 I2C接口雙輸出LED驅(qū)動器TPS92660 135
4.3.2 I2C接口雙輸出LED驅(qū)動電路實例 136
4.4 HB（高亮度）LED驅(qū)動電路 138
4.4.1 集成高側(cè)MOSFET的60V、1.5A降壓轉(zhuǎn)換器TPS92510 138
4.4.2 HB（高亮度）LED驅(qū)動電路實例 138
4.5 汽車用LED驅(qū)動電路 140
4.5.1 汽車用LED驅(qū)動器LM3492HCQ 140
4.5.2 汽車用LED驅(qū)動電路實例 140
4.6 AMOLED顯示器電源驅(qū)動電路 143
4.7 平板電腦背光照明LED驅(qū)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(qū)動電路設(shè)計實例 149
4.8 移動電話的閃光燈LED驅(qū)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(qū)動電路實例 152
4.9 適用于LED手電筒低電池電壓驅(qū)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(jié)構(gòu)和總體設(shè)計方案 157
4.10.3 LED驅(qū)動電路設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu) 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(shù) 164
5.1 智能照明技術(shù)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(yīng)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(yuǎn)程連接提高效率 175
5.2.4 利用電力線通信（PLC）技術(shù) 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(shù)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(qū)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(jié)構(gòu) 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