LED照明驱动电源优化设计 第2版PDF电子书下载

第一章 LED照明及驱动电源概述 1

第一节 LED照明简介 1

一、LED照明器件的发展概况 1

二、LED照明的主要特点 2

三、LED照明的发展前景 3

第二节 LED的工作原理 4

一、白光LED的基本原理 4

二、RGB-LED的工作原理 5

三、OLED的工作原理 7

第三节 室内LED照明的基本设计方法 9

一、室内LED照明的照度标准 9

二、室内LED照明的设计方法及应用实例 11

三、无线遥控LED照明系统的基本构成 13

第四节 LED的产品分类 14

第五节 LED背光 15

一、液晶显示器背光源的分类 16

二、LED背光的主要特点 16

三、LED背光的驱动电路 17

第六节 LED灯具的几种驱动方式 20

一、恒压驱动方式及其主要缺点 21

二、恒流驱动方式及其主要优点 22

三、AC LED的驱动方式及其优缺点 23

第七节 LED照明的关键技术 26

一、LED的光衰 26

二、LED的寿命 26

三、驱动电源对LED灯具寿命的重要影响 28

第八节 LED驱动电源芯片的分类 30

第二章 LED驱动电源的拓扑结构及其应用 34

第一节 DC/DC变换器的拓扑结构 34

一、DC/DC变换器的拓扑结构 34

二、LED驱动电源最常用的5种拓扑结构比较 39

第二节 降压式LED恒流驱动器 40

一、降压式变换器的基本原理 40

二、降压式LED驱动器的应用实例 41

第三节 升压式LED恒流驱动器 42

一、升压式变换器的基本原理 42

二、升压式LED驱动器的应用实例 43

第四节 降压/升压式LED恒流驱动器 43

一、降压/升压式变换器的基本原理 43

二、降压/升压式LED驱动器的应用实例 44

第五节 单端一次侧电感式（SEPIC）LED恒流驱动器 46

一、SEPIC变换器的基本原理 46

二、基于SEPIC的LED驱动器应用实例 47

第六节 电荷泵式LED恒流驱动器 48

一、电荷泵式变换器的基本原理 48

二、电荷泵式LED驱动器的应用实例 49

第七节 反激式LED恒流驱动器 50

一、反激式变换器的基本原理 50

二、反激式LED驱动电源的应用实例 51

第八节 推挽式、半桥/全桥式变换器的拓扑结构 53

一、推挽式变换器的基本原理 53

二、半桥式变换器的基本原理 54

三、全桥式变换器的基本原理 55

第九节 半桥LLC谐振式变换器的拓扑结构 56

第十节 双开关正激式变换器的基本原理 59

第十一节 恒流式LED驱动电源 60

一、线性恒流驱动器的基本原理 60

二、恒流式LED显示屏驱动器的基本原理 62

第十二节 恒压/恒流式LED驱动电源 63

一、恒压/恒流式LED驱动电源的基本原理 63

二、恒压/恒流式LED驱动电源的应用实例 63

第十三节 分布式LED驱动电源 65

一、分布式LED驱动电源的主要特点 65

二、分布式LED驱动电源应用实例 65

第三章 AC/DC式LED驱动电源外围电路的设计 68

第一节 交流输入式LED恒流驱动电源的基本构成 68

第二节 交流输入保护电路的设计 69

第三节 EMI滤波器的结构原理 71

一、EMI滤波器的基本电路 71

二、EMI滤波器的主要参数 71

三、几种EMI滤波器的性能比较 73

第四节 EMI滤波器中电容及电感的选择 75

一、EMI滤波器中电容的选择 75

二、EMI滤波器中电感的选择 77

第五节 输入整流滤波器的选择 80

一、输入整流桥的选择 80

二、输入滤波电容器的选择 83

第六节 升压式PFC二极管的选择 84

第七节 漏极钳位保护电路的设计 85

一、MOSFET漏极上各电压参数的电位分布 85

二、漏极钳位保护电路的基本类型 86

三、漏极钳位保护电路设计实例 88

第八节 二次侧输出电路 89

一、快恢复及超快恢复二极管的选择 89

二、肖特基二极管的选择 91

三、输出滤波电容器的选择 93

第九节 光耦合器和可调式精密并联稳压器的选择 95

一、光耦合器的工作原理及选择方法 95

二、TL431型可调式精密并联稳压器 98

三、LMV431型低压可调式精密并联稳压器 99

第十节 光耦反馈电路的设计 100

一、对光耦反馈控制环路的基本要求 100

二、光耦反馈控制环路的设计 101

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 利用L6561、 L6562设计的有源PFC电路 120

一、L6561、 L6562型有源PFC变换器的工作原理 120

二、L6561、 L6562型有源PFC变换器的典型应用 122

三、带有源PFC的LED驱动电源设计实例 124

第六节 有源PFC控制器的典型应用 125

一、SA7527型有源PFC控制器的典型应用 125

二、MT7933型有源PFC控制器的典型应用 128

第七节 抑制PFC电磁干扰的措施 129

一、利用EMI滤波器抑制PFC的电磁干扰 129

二、降低PFC电磁干扰的其他措施 130

第八节PFC的配置方案 132

一、PFC类型、级数及工作模式的选择 132

二、PFC电源的配置方案 133

第五章 中、小功率LED驱动IC的原理与应用 135

第一节 AX2005型具有OVP功能的大电流LED驱动器 135

一、大电流LED驱动器AX2005的工作原理 135

二、由AX2005构成的35W LED驱动器 136

第二节 TK5401型无电解电容器的LED恒流驱动器 137

一、无电解电容器LED恒流驱动器TK5401的工作原理 138

二、由TK5401构成的8W LED驱动电源 139

第三节 非隔离式单片LED驱动电源的典型应用 141

一、9W高压输出式LED恒流驱动电源 141

二、25W可调光式LED恒流驱动电源 142

第四节 恒压/恒流输出式LED驱动电源 144

一、1.8 W恒压/恒流输出式LED驱动电源 144

二、5W恒压/恒流输出式LED驱动电源 145

三、18W带PFC的LED驱动电源 147

第五节 交/直流高压输入式LED驱动控制器的典型应用 149

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 149

二、 BP2808型交/直流高压输入式LED驱动控制器的典型应用 155

三、 MT7910型交/直流高压输入式LED 驱动控制器的典型应用 156

第六节 LT3756型多拓扑结构的LED驱动器 157

一、多拓扑结构LED驱动器的工作原理 157

二、多拓扑结构LED 驱动器的典型应用 159

第六章 大功率及特大功率LED驱动IC的原理与应用 162

第一节 由PT4207构成的50W可调光LED恒流驱动电源 162

一、PT4207的工作原理 162

二、由PT4207构成的50W高亮度LED驱动电源 164

三、电路设计要点 166

第二节 半桥式PFC及LLC控制器PLC810PG的工作原理 168

一、PLC810PG的性能特点 168

二、PLC810PG的工作原理 169

第三节 由PLC810PG构成的150W大功率LED路灯驱动电源 171

一、输入电路及PFC电路 172

二、LLC及光耦反馈电路 175

第四节 由FLS2100XS构成的160W大功率LED路灯驱动电源 177

一、FLS-XS系列半桥谐振式变换器性能简介 177

二、由FLS2100XS构成的160W大功率LED路灯驱动电源 179

第五节 HiperTFS系列双开关正激式加反激式变换器的工作原理 181

一、HiperTFS系列产品的性能特点 181

二、HiperTFS系列产品的工作原理 182

第六节 由TFS762HG构成的312.5W大功率LED驱动电源 184

第七节 HiperPFS系列升压式单级PFC控制器的工作原理 188

一、HiperPFS系列产品的性能特点 188

二、HiperPFS系列产品的工作原理 189

第八节 由PFS714EG构成的347W大功率LED驱动电源 192

一、由PFS714EG构成的347W高效大功率升压式PFC电源 192

二、电路设计要点 194

第九节 由LT3763构成的同步降压式350W可调光LED驱动器 198

一、LT3763的性能特点 198

二、由LT3763构成的同步降压式350W可调光LED驱动器 199

第七章 智能化LED驱动器的原理与应用 202

第一节 可编程HB-LED驱动器 202

一、MAX16816的主要特点 202

二、MAX16816的典型应用 203

第二节 带单线EZDim接口的LED驱动器 204

一、带单线EZDim接口的LED驱动器工作原理 204

二、带单线接口（EZDim）的LED驱动器典型应用 206

第三节 带单线数控接口的LED驱动器 207

一、带单线数控接口的线性调光LED驱动器原理与应用 207

二、带单线数控接口的升压式LED驱动器原理与应用 209

第四节 带I2C接口的LED驱动器 210

一、I2C总线的信号定义及数据传输过程 210

二、带I2C接口的LED驱动器典型应用 212

第五节 带SMBus接口的LED驱动器 217

一、SMBus接口的主要特点 217

二、带SMBus接口的LED驱动器典型应用 218

第六节 带SPI接口的LED驱动器 220

一、SPI接口的主要特点 220

二、带SPI接口的LED驱动器典型应用 222

第七节 带PFC的非隔离降压式智能LED驱动器 225

一、FL7701的工作原理 225

二、FL7701的典型应用 227

第八章 LED照明灯调光电路的设计 230

第一节 模拟调光电路的主要特点及实现方案 230

一、模拟调光的主要特点 230

二、模拟调光的实现方案 232

第二节 PWM调光的主要特点及实现方案 234

一、PWM调光的主要特点 234

二、PWM调光的实现方案 235

第三节 TRIAC调光的主要特点及实现方案 237

一、TRIAC调光的主要特点与基本原理 237

二、TRIAC调光的关键技术及实现方案 238

第四节 模拟调光和PWM调光电路的设计实例 240

一、MT7201型可调光LED驱动器的典型应用及设计要点 240

二、SD42524型可调光LED驱动器的典型应用及设计要点 242

第五节 TRIAC调光电路的设计实例 244

一、LM3445型TRIAC调光LED驱动控制器的原理与应用 244

二、TRIAC调光LED驱动电源的设计实例 249

第六节 iW3610型 AC/DC式TRIAC调光数控LED驱动控制器 251

一、AC/DC式数控LED驱动控制器的工作原理 251

二、AC/DC式数控LED驱动控制器iW3610的典型应用 254

第七节 LinkSwitch-PH系列隔离式带PFC及TRIAC调光的LED恒流驱动电源 256

一、LinkSwitch-PH的工作原理 256

二、14W隔离式单级PFC及TRIAC调光的LED驱动电源 259

三、隔离式单级PFC及TRIAC调光LED驱动电源的设计要点 262

第八节 LYTSwitch-4系列隔离式单级PFC及TRIAC调光的LED恒流驱动电源 266

一、LYTSwitch-4的工作原理 266

二、20W反激隔离式单级PFC及TRIAC调光的LED驱动电源 268

第九节 FL7730型隔离式带PFC及TRIAC调光的LED恒流驱动电源 271

一、FL7730的工作原理 271

二、8.4W隔离式单级PFC及TRIAC调光的LED驱动电源 273

第十节 LinkSwitch-PL系列非隔离式带PFC及TRIAC调光的LED恒流驱动电源 277

一、LinkSwitch-PL的工作原理 278

二、5.25W非隔离式单级PFC及TRIAC调光的LED驱动电源 279

三、非隔离式单级PFC及TRIAC调光LED驱动电源的设计要点 283

第九章 LED驱动电源的设计要点 285

第一节 LED灯具的设计要点 285

第二节 提高LED驱动电源效率的方法 290

一、LED驱动电源功率损耗的成因 290

二、设计高效率LED驱动电源的原则 291

三、提高LED驱动电源效率的方法 292

第三节 降低LED驱动电源空载及待机功耗的方法 295

一、开机后消除泄放电阻功率损耗的方法 295

二、开机后消除热敏电阻功率损耗的方法 297

第四节 LED驱动电源的布局与布线 298

一、LED驱动电源布局与布线的一般原则 298

二、LED驱动电源的布局与布线注意事项 300

第五节 LED驱动电源的印制板设计 302

一、LED驱动电源印制板设计实例 302

二、印制板设计注意事项 304

第六节 特种LED驱动电源的电路设计 307

一、恒压/恒流控制环的工作原理与电路设计 307

二、精密恒压/恒流控制环的工作原理与电路设计 309

三、截流型LED驱动电源的工作原理与电路设计 311

四、恒压/恒流/截流式LED驱动电源的工作原理与电路设计 313

第七节 大功率LED温度补偿电路设计与应用实例 314

一、大功率LED温度补偿的基本原理 314

二、带温度补偿可调光式大功率LED驱动器的原理与应用 316

三、大功率LED温度补偿电路应用实例 317

第八节 大功率LED温度补偿电路的实施方案 319

一、大功率LED温度补偿方案的背景 319

二、大功率LED温度补偿的实施方案 319

第九节 LED驱动电源的测试技术 325

一、LED驱动电源主要参数的测试方法 326

二、LED驱动电源测量技巧 328

三、PWM控制器关键波形的测试方法 331

四、功率因数和总谐波失真的测量方法 332

第十节 外部电流检测电阻的设计与制作方法 333

一、利用漆包线制作电流检测电阻 333

二、利用PCB上的铜导线制作电流检测电阻 334

三、电流检测电阻的设计与制作方法 336

第十章 高频变压器的设计 338

第一节 根据经验公式或输出功率表格选择磁心的方法 338

一、用经验公式选择磁心的方法 338

二、根据输出功率表格选择磁心的方法 340

第二节 基于AP法选择高频变压器磁心的方法 341

一、高频变压器电路的波形参数分析 341

二、基于AP法选择高频变压器磁心的方法 342

三、用AP法选择磁心的注意事项 344

第三节 反激式开关电源高频变压器的设计方法 345

一、反激式开关电源高频变压器的设计方法 345

二、反激式开关电源高频变压器的设计实例 348

第四节 高频变压器的损耗 351

一、高频变压器的损耗 351

二、集肤效应和临近效应 351

第五节 高频变压器的测试方法 352

一、高频变压器的电气性能测试 352

二、检测高频变压器磁饱和的方法 353

第十一章 LED灯具散热器的设计 356

第一节 单片LED驱动电源散热器的设计 356

一、单片LED驱动电源散热器的设计方法 356

二、单片LED驱动电源PCB散热器的设计实例 359

第二节 功率开关管（MOSFET）散热器的设计 360

一、功率开关管散热器的设计方法 360

二、功率开关管散热器的设计实例 362

第三节 大功率LED散热器设计方法 363

一、大功率LED的安全工作区与降额曲线 363

二、大功率LED照明灯散热器设计方法及实例 364

第四节 测量LED结温的方法 366

一、LED结温对寿命的影响 366

二、通过测量正向电压来计算结温 367

三、通过测量焊接区温度及功耗来计算结温 368

第五节 单片LED驱动电源主要发热元器件常见故障分析 369

第十二章 LED灯具保护电路的设计 371

第一节 LED灯具常用保护器件的选择 371

一、灯具的安全等级 371

二、LED驱动芯片保护电路的分类及保护功能 372

三、LED保护电路的分类及保护功能 373

第二节 LED驱动器保护电路的设计 374

一、LED驱动器的输出过电压保护（OVP）电路 374

二、LED驱动器的输入欠电压保护（UVP）电路 376

三、LED驱动器的输出过电流保护（OCP）电路 377

四、LED驱动器的过热保护（OTP）电路 378

五、LED驱动器的开路/短路故障检测功能 379

第三节 LED驱动电源的瞬态过电压保护电路 380

一、瞬态电压抑制器（TVS）的工作原理 380

二、瞬态电压抑制器的选择及典型应用 382

第四节 LED开路保护电路 383

一、NUD4700型LED开路保护器 383

二、SMD602型LED开路保护器 385

三、AMC7169型LED开路保护器 386

第五节 LED瞬态过电压、过电流和浪涌电流保护电路的设计 387

一、LED瞬态过电压保护电路的设计 387

二、LED过电流保护电路的设计 387

三、LED浪涌电流保护电路的设计 388

第六节 LED静电放电保护电路的设计 391

一、人体静电放电（ESD）模型及测试方法 391

二、HB-LED灯串的静电放电保护电路 392

三、ESD保护器件的原理与应用 393

第七节 开关电源的电磁干扰及安全规范 394

一、开关电源的电磁干扰波形分析 394

二、开关电源的安全规范 396

第十三章 利用工具软件设计LED驱动电源 399

第一节 PI Expert 9.0工具软件的主要特点 399

一、PI Expert 9.0的主要特点 399

二、PI Expert 9.0的主菜单和工具栏 401

第二节 设计隔离式LED驱动电源的实例 402

一、设计恒流式LED驱动电源的实例 402

二、设计恒压/恒流式LED驱动电源的实例 407

第三节 设计非隔离式LED驱动电源的实例 409

第四节 实现LED驱动电源优化设计的简便方法 413

一、优化类型及优化结果提示 413

二、自动及手动优化设计方法 415

附录A LED照明的名词术语及常用图示 416

参考文献 424