LED照明驱动电源优化设计PDF电子书下载

第一章 LED照明及驱动电源概述 1

第一节 LED照明的名词术语 1

第二节 LED照明器件发展概况 6

一、LED照明器件发展简史 6

二、LED照明市场现状与发展前景 7

第三节 LED照明的主要特点及应用领域 8

一、LED照明的主要特点 8

二、LED照明的应用领域 9

第四节 LED的基本原理 11

第五节 LED的产品分类 14

一、LED产品的分类 14

二、LED照明灯、照明灯具的外形及主要参数 16

第六节 OLED的原理与应用 17

一、CLED的工作原理 18

二、CLED的应用 19

第七节 RGB-LED的原理与应用 20

一、RGB-LED的主要特点及应用领域 20

二、RGB-LED的工作原理 21

第八节 LED的驱动方式 23

一、按驱动电源分类 23

二、按LED负载连接方式分类 24

第九节 LED驱动电源的发展趋势 25

一、新一代LED驱动芯片的推广应用 25

二、智能化LED驱动电源的发展 26

三、利用软件实现LED驱动电源的优化设计 27

第十节 LED照明需要解决的关键技术 27

一、LED的光衰问题 27

二、LED的寿命问题 28

三、驱动电源对LED灯具寿命的影响 30

四、LED照明有待解决的其他技术问题 34

第十一节 国内外最新颁布的LED照明标准 35

第二章 LED驱动电源芯片的选择 38

第一节 LED驱动电源芯片的分类 38

第二节 线性恒流调节器（CCR）的选择 41

第三节 可调光式LED驱动芯片的选择 42

第四节 智能化LED驱动器的主要特点及典型产品 44

第五节 国产LED驱动芯片典型产品性能一览表 45

第三章 LED驱动电源的拓扑结构及其应用 48

第一节 DC／DC变换器的拓扑结构 48

一、DC／DC变换器的拓扑结构 48

二、LED驱动电源最常用的5种拓扑结构比较 55

第二节 降压式变换器的拓扑结构及典型应用 56

一、降压式变换器的基本原理 56

二、降压式变换器的简化电路 57

三、降压式LED驱动器的典型应用 58

第三节 升压式变换器的拓扑结构及典型应用 59

一、升压式变换器的基本原理 60

二、升压式变换器的简化电路 60

三、升压式LED驱动器的典型应用 61

第四节 降压／升压式变换器的拓扑结构及典型应用 62

一、降压／升压式变换器的基本原理 62

二、降压／升压式LED驱动器的典型应用 63

第五节 SEPIC变换器的拓扑结构及典型应用 65

一、SEPIC变换器的基本原理 65

二、基于SEPIC的LED驱动器典型应用 66

第六节 电荷泵式变换器的拓扑结构及典型应用 69

一、电荷泵式变换器的基本原理 69

二、电荷泵式LED驱动器的典型应用 70

第七节 多拓扑结构LED驱动器及其典型应用 71

一、多拓扑结构LED驱动器的工作原理 72

二、多拓扑结构LED驱动器的典型应用 73

第八节 反激式变换器的拓扑结构及典型应用 75

一、反激式变换器的基本原理 75

二、反激式LED驱动电源的应用实例 78

第九节 正激式变换器的拓扑结构及典型应用 80

一、正激式变换器的基本原理 80

二、正激式LED驱动电源的应用实例 80

第十节 推挽式、半桥／全桥式变换器的拓扑结构 82

一、推挽式变换器的基本原理 82

二、半桥式变换器的基本原理 84

三、全桥式变换器的基本原理 84

第十一节 半桥LLC谐振式变换器的拓扑结构及典型应用 85

一、半桥LLC谐振式变换器的基本原理 85

二、半桥LLC谐振式变换器的典型应用 88

第十二节 恒压式LED驱动电源的基本原理及工作模式 91

一、恒压式LED驱动电源的基本原理 91

二、恒压式LED驱动电源的工作模式 95

第十三节 恒流式LED驱动器的基本原理及典型应用 96

一、可调式精密集成恒流源的基本原理与典型应用 97

二、恒流式LED驱动器的基本原理与典型应用 99

第十四节 恒压／恒流式LED驱动电源的基本原理及典型应用 104

一、恒压/恒流式LED驱动电源的基本原理 104

二、恒压/恒流式LED驱动电源的应用实例 105

第四章 LED驱动电源功率因数校正电路的设计 108

第一节 功率因数校正（PFC）简介 108

一、功率因数与总谐波失真 108

二、功率因数校正（PFC） 110

第二节 无源PFC电路的基本原理 111

一、无源PFC的基本电路 111

二、基于无源填谷电路的PFC工作原理 112

第三节 无源PFC电路的设计实例 115

第四节 有源PFC电路的基本原理 117

一、有源PFC升压式变换器的基本原理 117

二、有源PFC的基本原理 119

第五节 有源PFC电路的设计实例 120

一、60W带PFC的LED驱动电源 120

二、17.6 W带PFC的LED驱动电源 121

三、20W带PFC的LED镇流器 122

四、PFC控制器的典型应用 124

第六节 大功率PFC的原理与应用 126

一、NCP1650的工作原理 126

二、NCP1650的典型应用 128

三、NCP1650的电路设计 129

第七节 抑制PFC电磁干扰的措施 131

一、利用EM滤波器抑制PFC的电磁干扰 131

二、降低PFC电磁干扰的其他措施 132

第八节 PFC的配置方案 134

一、PFC类型、级数及工作模式的选择 134

二、PFC电源的4种配置方案 135

第五章 单片LED驱动电源的原理与应用 137

第一节 单片LED驱动电源的选择 137

一、小功率恒压/恒流式单片LED驱动电源 137

二、中功率恒流式带PFC和调光功能的单片LED驱动电源 139

三、大功率带PFC和LLC的单片LED驱动电源 141

第二节 隔离式单片LED驱动电源的典型应用 141

一、4.2 W恒流式LED驱动电源 141

二、53W恒压/恒流式LED驱动电源 144

第三节 非隔离式单片LED驱动电源的典型应用 145

一、0.5 W恒流式LED驱动电源 145

二、1.2 5W恒流式LED驱动电源 146

三、3W恒流式LED驱动电源 149

四、9W恒流式LED高压驱动电源 150

第四节 由单片开关电源IC构成的恒压／恒流LED驱动电源 152

一、1.8 W恒压/恒流输出式微型开关电源 152

二、14W高效率LED驱动电源 153

三、18W带PFC的LED驱动电源 153

四、75W带PFC的LED驱动电源 154

第五节 交／直流高压输入式LED驱动控制器的典型应用 157

一、FT6610型交／直流高压输入式可编程LED驱动控制器的典型应用 157

二、BP2808型交／直流高压输入式LED驱动控制器的典型应用 163

三、MT7910型交／直流高压输入式LED驱动控制器的典型应用 165

第六节 半桥式PFC及LLC控制器的工作原理 166

一、PLC810PG的性能特点及引脚功能 166

二、PLC810PG的工作原理 167

第七节 单级PFC及LLC式150W大功率LED路灯驱动电源 169

一、输入电路及PFC电路 169

二、LLC及光耦反馈电路 172

第六章 AC／DC式LED驱动电源外围电路设计 176

第一节 交流输入保护电路的设计 176

一、交流输入保护电路的基本构成 176

二、熔丝管 177

三、熔断电阻器 179

四、负温度系数功率热敏电阻器 180

五、压敏电阻器 182

第二节 电磁干扰滤波器的设计 183

一、电源噪声及其抑制方法 183

二、简易电磁干扰滤波器的设计 184

三、复杂电磁干扰滤波器的设计 186

第三节 输入整流滤波电路的设计 187

一、输入整流管的选择 187

二、输入整流桥的选择 188

三、输入滤波电容器的选择 191

四、倍压整流及交流输入电压转换电路的设计 192

第四节 漏极钳位保护电路的基本类型 194

一、MOSFET漏极上各电压参数的电位分布 194

二、漏极钳位保护电路的基本类型 195

第五节 漏极钳位保护电路的设计方法及设计实例 196

一、漏极钳位保护电路的设计方法 196

二、漏极钳位保护电路设计实例 198

第六节 输出整流管的选择 199

一、快恢复及超快恢复二极管的选择 199

二、肖特基二极管的选择 202

三、几种整流管的性能比较 203

第七节 输出滤波电容器的选择 204

一、输出滤波电容器的容量计算 204

二、选用输出滤波电容器的注意事项 207

三、固态电容器的选择 209

四、超级电容器的选择 210

第八节 光耦反馈电路的设计 212

一、光耦合器的工作原理 212

二、线性光耦合器的选择 213

三、多路输出反馈电路的设计 214

第七章 智能化LED驱动器的原理与应用 217

第一节 数字电位器在LED照明系统中的应用 217

一、数字电位器的基本原理 217

二、数字电位器在LED照明系统中的应用 221

第二节 由单片机控制的精密数控恒流电源 224

一、系统设计方案 225

二、单元电路工作原理 226

三、系统软件的设计 229

四、系统调试及性能测试 230

第三节 可编程HB-LED驱动器 232

一、MAX16816的主要特点 232

二、MAX16816的典型应用 233

第四节 带单线EZDim接口的LED驱动器 234

一、带单线EZDim接口的LED驱动器工作原理 234

二、带单线接口（EZDim）的LED驱动器典型应用 235

第五节 带I2C接口的LED驱动器 236

一、I2C总线的信号定义及数据传输过程 237

二、带I2C接口的LED驱动器典型应用 238

第六节 带SMBus接口的LED驱动器 243

一、SMBus接口的主要特点 243

二、带SMBus接口的LED驱动器典型应用 244

第七节 带SPI接口的LED驱动器 247

一、SPI接口的主要特点 247

二、带SP接口的LED驱动器典型应用 248

第八章 LED照明灯调光电路的设计 252

第一节 LED照明灯的几种调光方式 252

一、模拟调光的主要特点及实现方案 252

二、PWM调光的主要特点及实现方案 255

三、TRIAC调光的主要特点与基本原理 256

第二节 可调光式LED驱动器的典型应用 257

一、MT7201型可调光LED驱动器的典型应用 257

二、SD42524型可调光LED驱动器的典型应用 259

第三节 TRIAC调光器的工作原理及典型应用 261

一、TRIAC的结构原理 261

二、DIAC的结构原理 262

三、TRIAC调光器的电路原理及典型用法 263

第四节 LM3445型TRIAC调光LED驱动控制器的原理与应用 264

一、LM3445型TRIAC调光LED驱动控制器的工作原理 265

二、10W非隔离式TRIAC调光LED驱动电源 266

三、7W隔离式TRIAC调光LED驱动电源 269

四、TRIAC调光LED驱动电源的设计 270

第五节 BP3108型TRIAC调光LED驱动控制器的原理与应用 272

一、BP3108型TRIAC调光LED驱动控制器的工作原理 273

二、5W隔离式TRIAC调光LED驱动电源 274

三、隔离式TRIAC调光LED驱动电源的设计要点 277

第六节 隔离式带单级PFC及TRIAC调光LED恒流驱动电源的工作原理 279

一、LinkSwitch-PH的主要特点 279

二、LinkSwitch-PH的工作原理 280

第七节 隔离式带单级PFC及TRIAC调光LED恒流驱动电源的典型应用 282

一、14W隔离式单级PFC及TRIAC调光LED驱动电源 282

二、隔离式单级PFC及TRIAC调光LED驱动电源的设计要点 286

三、7W隔离式单级PFC非调光LED驱动电源 289

第八节 非隔离式带单级PFC及TRIAC调光LED恒流驱动电源的工作原理 291

一、LinkSwitch-PL的主要特点 291

二、LinkSwitch-PL的工作原理 291

第九节 非隔离式带单级PFC及TRIAC调光LED恒流驱动电源的典型应用 294

一、5.25W非隔离式单级PFC及TRIAC调光LED驱动电源 294

二、非隔离式单级PFC及TRIAC调光LED驱动电源的设计要点 297

第九章 大功率LED驱动电源的设计要点 299

第一节 设计隔离式大功率LED驱动电源应重点考虑的问题 299

第二节 恒压／恒流式（CV／CC） LED驱动电源的电路设计 303

一、恒压/恒流式LED驱动电源的工作原理 304

二、恒压/恒流式LED驱动电源的电路设计 305

三、精密恒压/恒流式LED驱动电源的工作原理 307

四、精密恒压/恒流式LED驱动电源的电路设计 309

第三节 恒压／截流式LED驱动电源的电路设计 310

一、恒压／截流式LED驱动电源的工作原理与电路设计 311

二、恒压/恒流式LED驱动电源的工作原理与电路设计 312

第四节 高频变压器的设计 313

一、高频变压器磁心的选择 313

二、反激式开关电源的高频变压器设计 321

三、PWM控制器的高频变压器设计实例 324

四、单片开关电源的高频变压器设计实例 328

第五节 LED驱动器的保护电路 331

一、LED驱动器的过电压保护（OVP）电路 331

二、LED驱动器的过电流保护（OCP）电路 333

三、LED驱动器的过热保护（OTP）电路 334

第六节 LED照明灯的保护电路 335

一、LED照明灯的开路保护电路 335

二、LED照明灯的静电放电（ESD）保护电路 337

第十章 大功率LED驱动电源的应用技巧 341

第一节 提高LED驱动电源效率的方法 341

一、设计高效率LED驱动电源的原则 341

二、提高LED驱动电源效率的方法 342

第二节 降低LED驱动电源空载及待机功耗的方法 345

一、开机后消除泄放电阻功率损耗的方法 345

二、开机后消除热敏电阻功率损耗的方法 348

三、消除待机模式下检测电阻功率损耗的方法 349

第三节 大功率LED的温度补偿技术 353

一、大功率LED温度补偿的基本原理 353

二、带温度补偿可调光式大功率LED驱动器的原理与应用 355

三、NTC热敏电阻器的特性及改善非线性的方法 358

四、SN3352的温度补偿电路设计实例 362

五、交／直流两用带温度补偿可调光式HB-LED驱动控制器原理与应用 363

第四节 LED驱动电源的布局与布线 367

一、LED驱动电源布局与布线的一般原则 367

二、LED驱动电源的布局与布线注意事项 368

第五节 LED驱动电源印制板设计实例 371

一、LED驱动电源印制板设计实例 371

二、印制板设计注意事项 375

第六节 LED驱动电源的测试技术 376

一、LED驱动电源主要参数的测试方法 376

二、高频变压器的电气性能测试方法 378

三、LED驱动电源测量技巧 379

四、功率因数和总谐波失真的测量方法 383

五、利用示波器检测高频变压器磁饱和的方法 383

六、PWM控制器关键波形的测试方法 386

第七节 环境亮度计的设计 387

一、由LX1970构成的环境亮度计 388

二、由HSDL-9000构成的环境亮度计 393

三、由NOA1302构成的智能环境亮度计 394

第八节 数字照度计的设计 396

一、3 1／2位数字照度计的性能特点及环境照度标准 396

二、3 1／2位数字照度计的整机电路原理与应用 398

第九节 外部电流检测电阻的设计与制作方法 399

一、利用漆包线制作电流检测电阻 399

二、利用PCB上的铜导线制作电流检测电阻 400

三、电流检测电阻的设计与制作方法 401

第十一章 LED驱动电源及大功率LED的散热器设计 403

第一节 散热器的基本原理 403

一、散热器的基本知识 403

二、散热器的工作原理 405

第二节 单片LED驱动电源的散热器设计方法 406

第三节 单片LED驱动电源散热器设计实例 408

一、单片LED驱动电源PCB散热器设计实例 408

二、单片LED驱动电源平板散热器设计实例 410

第四节 功率开关管（MOSFET）散热器的设计方法 411

第五节 大功率LED散热器设计方法 413

一、大功率LED的安全工作区与降额曲线 413

二、大功率LED照明灯散热器设计方法及实例 414

三、测量LED结温的方法 416

第六节 单片LED驱动电源主要发热元器件常见故障分析 417

第十二章 利用在线工具软件实现LED驱动电源优化设计 420

第一节 WEBENCH LED在线工具软件的主要特点 420

第二节 WEBENCH LED工具软件使用方法及设计实例 422

第三节 LED驱动电源的电路仿真及热仿真应用实例 429

一、电路仿真应用实例 429

二、热仿真应用实例 435

参考文献 437