LED驱动电路设计

第1章 LED照明系统设计 1

1．1 LED的基本特性 1

1．2 LED驱动电路的拓扑结构 3

1．2．1 LED驱动电路的基本要求 3

1．2．2 BUCK DC-DC开关稳压器拓扑结构 4

1．2．3 BOOST DC-DC开关稳压器拓扑结构 7

1．2．4 BUCK-BOOST（降压-升压型）DC-DC开关稳压器拓扑结构 10

1．2．5 SEPIC（单端初级电感转换器）DC-DC开关稳压器拓扑结构 12

1．2．6 FLYBACK（反激式）DC-DC开关稳压器拓扑结构 15

1．2．7 LLC半桥谐振变换器拓扑结构 18

1．2．8 LED的调光操作 22

1．2．9 LED驱动电路设计应注意的一些问题 23

1．3 照明用LED驱动电路的电气要求 24

1．4 LED照明系统设计的基本步骤 25

1．4．1 确定照明需求 26

1．4．2 确定设计目标 27

1．4．3 估计光学系统的效率 27

1．4．4 估计热系统的效率 28

1．4．5 估计电气系统的效率 29

1．4．6 计算需要的LED数量 30

1．4．7 对设计进行优化处理 31

1．4．8 构建和评估原型灯具 34

1．5 LED灯和LED灯具认证 34

1．5．1 LED灯和LED灯具认证常见问题 34

1．5．2 LED灯具/电源（驱动电路）UL认证 35

1．5．3 LED产品的T＆Uuml;V认证 36

第2章 LED驱动电路解决方案和设计工具 38

2．1 TI公司的LED驱动电路解决方案 38

2．1．1 TI公司的LED驱动器和LED照明设计 38

2．1．2 可选择的TI公司的LED驱动器 39

2．2 TI公司的LED设计工具 39

2．2．1 WEBENCH＆reg;设计中心的LED设计工具 39

2．2．2 WEBENCH＆reg; LED Architect设计工具 40

2．2．3 WEBENCH＆reg; LED Designer设计工具 40

2．3 WEBENCH＆reg; Designer的LED设计工具的使用 41

2．3．1 选择WEBENCH＆reg; Designer的LED设计工具 41

2．3．2 进入WEBENCH＆reg; Designer的LED驱动电路设计页面 41

2．3．3 优化设计 42

2．3．4 LED和散热器选择 43

2．3．5 驱动器选择 44

2．3．6 设计项目总结 45

2．3．7 订购评估板、样品和IC 49

2．4 LED参考设计选择工具的使用 51

2．4．1 进入LED参考设计选择工具 51

2．4．2 选择所需要的LED照明规格（参数） 52

2．4．3 选择推荐的设计 52

2．4．4 推荐的设计实例简介 53

2．5 PI公司的LED驱动电路解决方案 54

2．5．1 PI公司的LED驱动器IC 54

2．5．2 PI ExpertTM设计软件 55

2．5．3 LED设计选择器 55

2．5．4 LED电源驱动方案选择 56

2．5．5 LED电源驱动方案设计文档 59

第3章 AC-DC LED驱动电路设计 60

3．1 AC-DC PFC离线式初级侧感应的LED驱动电路设计 60

3．1．1 具有PFC的离线式初级侧感应LED驱动器TPS92310 60

3．1．2 恒定导通时间控制 60

3．1．3 初级检测的恒定电流控制 62

3．1．4 ZCD检测、延迟设置与输出过压 63

3．1．5 输出短路保护 64

3．1．6 主要元器件参数计算 64

3．2 AC-DC降压PFC非隔离相位可调光LED驱动电路设计 65

3．2．1 AC-DC降压PFC非隔离相位可调光LED驱动器TPS92075 65

3．2．2 17W、交流120V输入非隔离可调光LED驱动器电路 65

3．2．3 TPS92075设计计算器 68

3．3 采用多串变压器LLC控制技术的离线式LED驱动电路设计 69

3．3．1 传统的高功率离线型LED照明驱动电路拓扑结构 69

3．3．2 新型的高功率离线型LED照明驱动电路拓扑结构 70

3．3．3 新型多串变压器LLC谐振控制器UCC25710 71

3．3．4 LLC多串变压器设计 72

3．3．5 100W离线型LED照明驱动电路设计实例 75

3．3．6 输出电流匹配 76

3．3．7 调光效率 76

3．4 交流230V输入、330mA输出、非调光8W LED驱动电路设计 77

3．5 交流230V输入PFC反激式16W LED驱动电路设计 79

3．5．1 用于LED相位调光的PFC反激转换控制器LM3447 79

3．5．2 初级侧功率调节反激式LED驱动电路设计步骤 80

3．5．3 设计实例 82

3．6 交流输入0．5W非隔离恒流LED驱动电路 85

3．6．1 12．9V、40mA非隔离Buck-Boost电路结构 85

3．6．2 设计要点 86

3．7 交流输入1．25W非隔离恒流LED驱动电路 87

3．7．1 12．5V、100mA非隔离Buck-Boost电路结构 87

3．7．2 设计要点 88

3．8 用于MR16和AR111的LED驱动电路 88

3．8．1 低电压AC-DC或DC-DC LED驱动器TPS92560 88

3．8．2 TPS92560设计计算器 89

3．9 用于T8/T10荧光灯替代方案的19W单级AC-DC LED驱动电路 90

3．9．1 19W单级AC-DC LED驱动电路（PMP4301） 90

3．9．2 单端反激PFC变换器 92

3．9．3 UCC28810控制器的工作原理 93

3．9．4 次级侧电流反馈 95

3．9．5 PCB布局 95

3．10 24W T10灯管非隔离PFC LED驱动电路 96

3．10．1 非隔离PFC LED驱动电路结构 96

3．10．2 设计要点 98

3．11 23W超薄T8灯管隔离式的LED驱动电路 99

3．11．1 超薄T8灯管隔离式高功率因数LED驱动电路结构 99

3．11．2 设计要点 101

3．12 3W GU10 LED灯驱动电路 102

3．12．1 3W GU10 LED灯驱动电路结构 102

3．12．2 设计要点 103

3．13 5．8W可调光GU10 LED灯驱动电路 104

3．13．1 5．8W可调光GU10 LED灯驱动电路结构 104

3．13．2 设计要点 106

3．14 14．5W A19 LED驱动电路 107

3．14．1 14．5W A19 LED驱动电路结构 107

3．14．2 设计要点 109

3．15 7．5W PAR20可调光LED驱动电路 110

3．15．1 7．5W PAR20可调光LED驱动电路结构 110

3．15．2 设计要点 113

3．16 20W PAR38可调光LED驱动电路 114

3．16．1 20W PAR38可调光LED驱动电路结构 114

3．16．2 设计要点 117

3．17 12W BR40/8W BR30可控硅调光LED驱动电路 118

3．17．1 12W BR40/8W BR30可控硅调光LED驱动电路结构 118

3．17．2 设计要点 121

3．18 4．5W E17 LED灯驱动电路 122

3．18．1 4．5W E17 LED灯驱动电路结构 122

3．18．2 设计要点 123

3．19 1．1W蜡烛灯LED驱动电路 125

3．19．1 1．1W蜡烛灯LED驱动电路结构 125

3．19．2 设计要点 126

3．20 两通道150W路灯LED驱动电路 127

3．20．1 两通道150W路灯LED驱动电路结构 127

3．20．2 设计要点 130

第4章 DC-DC LED驱动电路设计 131

4．1 WLED（白光LED）驱动电路 131

4．2 采用LDO驱动WLED 132

4．2．1 LED正向电压和正向电流 132

4．2．2 温度对LED正向电压和正向电流的影响 133

4．2．3 适合低电流WLED应用的TPS75105 LED驱动器 134

4．3 I2C接口一次性可编程双输出LED驱动电路 135

4．3．1 I2C接口双输出LED驱动器TPS92660 135

4．3．2 I2C接口双输出LED驱动电路实例 136

4．4 HB（高亮度）LED驱动电路 138

4．4．1 集成高侧MOSFET的60V、1．5A降压转换器TPS92510 138

4．4．2 HB（高亮度）LED驱动电路实例 138

4．5 汽车用LED驱动电路 140

4．5．1 汽车用LED驱动器LM3492HCQ 140

4．5．2 汽车用LED驱动电路实例 140

4．6 AMOLED显示器电源驱动电路 143

4．7 平板电脑背光照明LED驱动电路 145

4．7．1 平板电脑背光要求 145

4．7．2 最佳LED配置 147

4．7．3 平板电脑背光照明LED驱动电路设计实例 149

4．8 移动电话的闪光灯LED驱动电路 150

4．8．1 LED电流检测 150

4．8．2 低电池电压检测 151

4．8．3 LED故障检测 151

4．8．4 过温检测 152

4．8．5 1．5A多个LED摄像机闪光灯驱动电路实例 152

4．9 适用于LED手电筒低电池电压驱动电路 155

4．10 单电池供电的LED照明系统 156

4．10．1 单电池供电的LED照明系统要求 156

4．10．2 系统结构和总体设计方案 157

4．10．3 LED驱动电路设计实例 157

4．10．4 按键及电池电压检测 159

4．10．5 系统控制流程及软件设计 160

4．11 MCU控制的LED手电筒解决方案 160

4．12 无线LED照明系统 162

4．12．1 无线LED照明系统的主要功能 162

4．12．2 无线LED照明系统的结构 162

4．12．3 RF+微控制器片上系统CC430F613x 163

第5章 智能LED照明技术 164

5．1 智能照明技术简介 164

5．1．1 灯光及照明控制方式 164

5．1．2 灯光及照明控制系统 165

5．1．3 智能灯光控制系统和智能照明控制系统 165

5．2 将智能引入LED照明应用 171

5．2．1 通过数字控制进行系统集成 173

5．2．2 智能的优势：质量、效率和成本 174

5．2．3 通过远程连接提高效率 175

5．2．4 利用电力线通信（PLC）技术 176

5．2．5 C2000TM Piccolo微控制器简介 176

5．2．6 软件、可编程性和支持 177

5．2．7 DC-DC LED开发者套件 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 交流电源供电的智能LED照明系统 182

5．4 交流LED照明和通信开发工具套件的PLC 182

5．4．1 电力线通信（PLC）技术简介 182

5．4．2 TI公司的电力线通信解决方案 184

5．5 DMX512通信接口 186

5．5．1 DMX512物理层和协议 187

5．5．2 硬件接口 188

5．5．3 DMX512软件驱动程序 188

5．6 数字可寻址照明接口（DALI） 190

5．6．1 DALI系统的结构 190

5．6．2 DALI系统的电气特性 192

5．6．3 DALI系统的编码格式 192

5．6．4 DALI系统的指令格式 193

5．6．5 交流LED照明和通信开发工具套件上的DALI通信 193

参考文献 196