LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)入門（第二版）

前言

第一章 LED及其驅(qū)動(dòng)電源的基礎(chǔ)知識(shí)1
第一節(jié) LED的產(chǎn)品分類和主要技術(shù)參數(shù)1
一、 LED產(chǎn)品的分類1
二、LED器件的主要技術(shù)參數(shù)2
第二節(jié) LED的工作原理6
一、單色LED的基本原理6
二、白光LED的基本原理7
三、彩色LED的工作原理8
第三節(jié) LED照明10
一、LED照明的主要特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域10
二、LED的接線方式12
第四節(jié) LED照明的關(guān)鍵技術(shù)13
一、LED的光衰13
二、LED的壽命14
三、驅(qū)動(dòng)電源對(duì)LED燈具壽命的重要影響15
第五節(jié) LED背光17
一、液晶顯示器背光源的分類17
二、LED背光的主要特點(diǎn)18
三、LED背光的驅(qū)動(dòng)電路19
第六節(jié) LED顯示屏21
一、LED顯示屏的發(fā)展簡(jiǎn)況及主要特點(diǎn)21
二、大屏幕LED顯示屏的基本結(jié)構(gòu)22
三、大屏幕LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)方式24
第七節(jié) LED燈具的幾種驅(qū)動(dòng)方式24
一、恒壓驅(qū)動(dòng)方式及其主要缺點(diǎn)24
二、恒流驅(qū)動(dòng)方式及其主要優(yōu)點(diǎn)26
三、AC LED的驅(qū)動(dòng)方式及其優(yōu)缺點(diǎn)27
第八節(jié) LED點(diǎn)陣及其驅(qū)動(dòng)方式30
一、LED點(diǎn)陣顯示器的結(jié)構(gòu)原理30
二、LED顯示屏的動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式31
第九節(jié) LED驅(qū)動(dòng)芯片典型產(chǎn)品性能一覽表33
一、LED驅(qū)動(dòng)芯片典型產(chǎn)品性能一覽表33
二、LED保護(hù)芯片典型產(chǎn)品的性能一覽表37
第二章 LED驅(qū)動(dòng)電源的基本原理38
第一節(jié) 恒壓式LED驅(qū)動(dòng)電源38
一、脈寬調(diào)制器的基本原理38
二、LED驅(qū)動(dòng)電源的控制類型40
三、LED驅(qū)動(dòng)電源的兩種工作模式42
第二節(jié) 恒流式LED驅(qū)動(dòng)電源43
一、線性恒流驅(qū)動(dòng)器的基本原理43
二、恒流式LED顯示屏驅(qū)動(dòng)器的基本原理46
第三節(jié) 恒壓/恒流式LED驅(qū)動(dòng)電源47
一、恒壓/恒流式LED驅(qū)動(dòng)電源的基本原理47
二、恒壓/恒流式LED驅(qū)動(dòng)電源的應(yīng)用實(shí)例48
三、基于同步整流的恒壓/恒流式LED驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)用實(shí)例49
第四節(jié) 分布式LED驅(qū)動(dòng)電源52
一、分布式LED驅(qū)動(dòng)電源的主要特點(diǎn)52
二、分布式LED驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)用實(shí)例52
第五節(jié) 降壓式LED恒流驅(qū)動(dòng)器54
一、降壓式變換器的基本原理54
二、降壓式LED驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例55
第六節(jié) 升壓式LED恒流驅(qū)動(dòng)器56
一、升壓式變換器的基本原理56
二、升壓式LED驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例57
第七節(jié) 降壓/升壓式LED恒流驅(qū)動(dòng)器58
一、降壓/升壓式變換器的基本原理58
二、降壓/升壓式LED驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例59
第八節(jié) 單端一次側(cè)電感式（SEPIC）LED恒流驅(qū)動(dòng)器60
一、SEPIC變換器的基本原理60
二、基于SEPIC的LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用實(shí)例61
第九節(jié) 電荷泵式LED恒流驅(qū)動(dòng)器62
一、電荷泵式變換器的基本原理62
二、電荷泵式LED驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例63
第十節(jié) 反激式LED恒流驅(qū)動(dòng)器64
一、反激式變換器的基本原理64
二、反激式LED驅(qū)動(dòng)電源的應(yīng)用實(shí)例65
第十一節(jié) 正激式LED恒流驅(qū)動(dòng)器66
一、正激式變換器的基本原理66
二、正激式LED驅(qū)動(dòng)電源的應(yīng)用實(shí)例67
第十二節(jié) 半橋LLC諧振式LED恒流驅(qū)動(dòng)器68
第十三節(jié) LED顯示屏恒流驅(qū)動(dòng)器70
一、LED顯示屏專用驅(qū)動(dòng)芯片的典型產(chǎn)品70
二、LED顯示屏驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)例72
第三章 交流輸入式LED恒流驅(qū)動(dòng)電源單元電路的設(shè)計(jì)75
第一節(jié) 交流輸入式LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的基本構(gòu)成75
第二節(jié) 交流輸入保護(hù)電路76
第三節(jié) 電磁干擾濾波器78
一、EMI濾波器的基本原理78
二、EMI濾波器的電路結(jié)構(gòu)80
第四節(jié) 輸入整流濾波器及升壓式PFC二極管82
一、輸入整流橋的選擇82
二、輸入濾波電容器的選擇84
三、升壓式PFC二極管的選擇85
第五節(jié) 漏極鉗位保護(hù)電路86
一、MOSFET漏極上各電壓參數(shù)的電位分布87
二、漏極鉗位保護(hù)電路的基本類型88
三、漏極鉗位保護(hù)電路設(shè)計(jì)實(shí)例89
第六節(jié) 高頻變壓器磁心的選擇方法90
一、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或輸出功率選擇磁心91
二、高頻變壓器電路的波形參數(shù)分析93
三、采用AP法（面積乘積法）選擇磁心95
第七節(jié) 反激式LED驅(qū)動(dòng)電源的高頻變壓器設(shè)計(jì)98
一、反激式LED驅(qū)動(dòng)電源的高頻變壓器設(shè)計(jì)方法98
二、反激式LED驅(qū)動(dòng)電源一次側(cè)感應(yīng)電壓UOR的選擇方法102
三、反激式LED驅(qū)動(dòng)電源的高頻變壓器設(shè)計(jì)實(shí)例103
第八節(jié) 二次側(cè)輸出電路105
一、快恢復(fù)及超快恢復(fù)二極管的選擇105
二、肖特基二極管的選擇107
三、輸出濾波電容器的選擇109
第四章 LED照明驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)指南112
第一節(jié) LED照明燈具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)112
第二節(jié) 室內(nèi)LED照明燈具的設(shè)計(jì)方法118
第三節(jié) 模擬調(diào)光電路的主要特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方案121
一、模擬調(diào)光的主要特點(diǎn)121
二、模擬調(diào)光的實(shí)現(xiàn)方案123
第四節(jié) PWM調(diào)光的主要特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方案125
一、PWM調(diào)光的主要特點(diǎn)125
二、PWM調(diào)光的實(shí)現(xiàn)方案126
第五節(jié) TRIAC調(diào)光的主要特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方案127
一、TRIAC調(diào)光的主要特點(diǎn)與基本原理127
二、TRIAC調(diào)光的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方案129
第六節(jié) 數(shù)字調(diào)光的主要特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方案130
一、數(shù)字調(diào)光的主要特點(diǎn)及相應(yīng)LED驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品分類130
二、帶I2C接口的數(shù)字調(diào)光式LED驅(qū)動(dòng)器131
三、帶SPI接口的數(shù)字調(diào)光式LED驅(qū)動(dòng)器133
第七節(jié) 模擬調(diào)光和PWM調(diào)光電路的設(shè)計(jì)實(shí)例135
一、MT7201型可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)135
二、SD42524型可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)136
第八節(jié) TRIAC調(diào)光電路的設(shè)計(jì)實(shí)例138
一、LM3445型TRIAC調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)控制器的原理與應(yīng)用138
二、TRIAC調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)實(shí)例142
第九節(jié) 大功率LED溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例144
一、大功率LED溫度補(bǔ)償?shù)幕驹?44
二、帶溫度補(bǔ)償可調(diào)光式大功率LED驅(qū)動(dòng)器的原理與應(yīng)用146
三、大功率LED溫度補(bǔ)償電路應(yīng)用實(shí)例147
第十節(jié) 大功率LED線性化溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)149
一、大功率LED線性化溫度補(bǔ)償?shù)幕驹?49
二、大功率LED線性化溫度補(bǔ)償?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)150
第十一節(jié) 無源LED驅(qū)動(dòng)電源PFC電路的設(shè)計(jì)153
一、功率因數(shù)與總諧波失真153
二、無源PFC電路的基本原理154
三、二階無源填谷式PFC電路的設(shè)計(jì)155
四、三階無源填谷式PFC電路的設(shè)計(jì)157
第十二節(jié) 有源PFC變換器的設(shè)計(jì)原理158
一、有源PFC變換器的基本原理158
二、PFC類型、級(jí)數(shù)及工作模式的選擇161
三、PFC電源的配置方案162
第十三節(jié) 帶PFC的LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)實(shí)例163
一、L6561、L6562型有源PFC變換器的工作原理163
二、L6561、L6562型有源PFC變換器的典型應(yīng)用165
三、帶PFC的LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)實(shí)例167
第十四節(jié) 帶PFC和TRIAC調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)實(shí)例168
一、帶PFC和TRIAC調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)實(shí)例169
二、帶PFC和TRIAC調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)171
第五章 LED驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)用指南175
第一節(jié) 提高LED驅(qū)動(dòng)電源效率的方法175
一、開關(guān)電源功率損耗的成因175
二、設(shè)計(jì)高效率LED驅(qū)動(dòng)電源的原則176
三、提高LED驅(qū)動(dòng)電源效率的方法177
第二節(jié) 降低LED驅(qū)動(dòng)電源空載及待機(jī)功耗的方法179
一、開機(jī)后消除泄放電阻功率損耗的方法179
二、開機(jī)后消除熱敏電阻功率損耗的方法182
三、消除待機(jī)模式下檢測(cè)電阻功率損耗的方法183
第三節(jié) LED驅(qū)動(dòng)電源的布局與布線186
一、LED驅(qū)動(dòng)電源布局與布線的一般原則186
二、LED驅(qū)動(dòng)電源的布局與布線注意事項(xiàng)188
第四節(jié) LED驅(qū)動(dòng)電源的印制板設(shè)計(jì)190
一、LED驅(qū)動(dòng)電源印制板設(shè)計(jì)實(shí)例190
二、印制板設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)192
第五節(jié) 特種LED驅(qū)動(dòng)電源的電路設(shè)計(jì)196
一、恒壓/恒流控制環(huán)的工作原理與電路設(shè)計(jì)196
二、精密恒壓/恒流控制環(huán)的工作原理與電路設(shè)計(jì)198
三、截流型LED驅(qū)動(dòng)電源的工作原理與電路設(shè)計(jì)199
四、恒功率輸出型LED驅(qū)動(dòng)電源的工作原理與電路設(shè)計(jì)201
第六節(jié) LED驅(qū)動(dòng)電源的測(cè)試技術(shù)203
一、LED驅(qū)動(dòng)電源主要參數(shù)的測(cè)試方法203
二、高頻變壓器的電氣性能測(cè)試方法206
三、LED驅(qū)動(dòng)電源測(cè)量技巧206
四、利用示波器檢測(cè)高頻變壓器磁飽和的方法209
五、PWM控制器關(guān)鍵波形的測(cè)試方法212
六、快速測(cè)量LED結(jié)溫的方法212
七、估算鋁電解電容器內(nèi)部中心溫度的方法213
第七節(jié) LED驅(qū)動(dòng)電源常見故障分析214
第六章 LED燈具保護(hù)電路的設(shè)計(jì)217
第一節(jié) LED燈具常用保護(hù)器件的選擇217
一、LED驅(qū)動(dòng)芯片保護(hù)電路的分類及保護(hù)功能217
二、LED保護(hù)電路的分類及保護(hù)功能218
第二節(jié) LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路的設(shè)計(jì)219
一、LED驅(qū)動(dòng)器的輸出過電壓保護(hù)（OVP）電路219
二、LED驅(qū)動(dòng)器的輸入欠電壓保護(hù)（UVP）電路221
三、LED驅(qū)動(dòng)器的輸出過電流保護(hù)（OCP）電路222
四、LED驅(qū)動(dòng)器的過熱保護(hù)（OTP）電路223
五、LED驅(qū)動(dòng)器的開路/短路故障檢測(cè)功能224
第三節(jié) LED驅(qū)動(dòng)電源的瞬態(tài)過電壓保護(hù)電路225
一、瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）的工作原理225
二、瞬態(tài)電壓抑制器的選擇及典型應(yīng)用227
三、氣體放電管的選擇及典型應(yīng)用228
第四節(jié) LED開路保護(hù)電路232
一、NUD4700型LED開路保護(hù)器232
二、SMD602型LED開路保護(hù)器233
三、AMC7169型LED開路保護(hù)器234
第五節(jié) LED瞬態(tài)過電壓、過電流和浪涌電流保護(hù)電路的設(shè)計(jì)236
一、LED瞬態(tài)過電壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì)236
二、LED過電流保護(hù)電路的設(shè)計(jì)237
三、LED浪涌電流保護(hù)電路的設(shè)計(jì)237
第六節(jié) LED靜電放電保護(hù)電路的設(shè)計(jì)240
一、人體靜電放電（ESD）模型及測(cè)試方法240
二、HB-LED燈串的靜電放電保護(hù)電路242
三、ESD保護(hù)器件的原理與應(yīng)用242
第七節(jié) LED驅(qū)動(dòng)電源散熱器的設(shè)計(jì)244
一、單片LED驅(qū)動(dòng)電源的散熱器設(shè)計(jì)方法244
二、單片LED驅(qū)動(dòng)電源PCB散熱器設(shè)計(jì)實(shí)例247
第八節(jié) 功率開關(guān)管（MOSFET）散熱器的設(shè)計(jì)248
一、功率開關(guān)管散熱器的設(shè)計(jì)方法248
二、功率開關(guān)管散熱器的設(shè)計(jì)實(shí)例249
第九節(jié) 大功率LED散熱器的設(shè)計(jì)250
一、大功率LED的安全工作區(qū)與降額曲線251
二、大功率LED照明燈散熱器設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)實(shí)例252
第十節(jié) 開關(guān)電源的EMC及安規(guī)設(shè)計(jì)254
一、開關(guān)電源的電磁干擾波形分析254
二、降低電磁干擾的方法257
三、開關(guān)電源的安全規(guī)范262
第七章 新型大功率LED驅(qū)動(dòng)IC的原理與應(yīng)用265
第一節(jié) 由PT4207構(gòu)成的50W可調(diào)光LED恒流驅(qū)動(dòng)電源265
一、PT4207的工作原理265
二、由PT4207構(gòu)成的50W高亮度LED驅(qū)動(dòng)電源268
三、電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)269
第二節(jié) HiperPFS-3系列內(nèi)含升壓二極管的PFC控制器工作原理271
一、HiperPFS-3系列產(chǎn)品的性能特點(diǎn)271
二、HiperPFS-3系列產(chǎn)品的工作原理272
第三節(jié) 由PFS7527H構(gòu)成的275W通用PFC電源273
一、由PFS7527H構(gòu)成的275W通用PFC電源273
二、電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)276
第四節(jié) HiperLCS系列半橋LLC諧振變換器的工作原理277
一、HiperLCS系列產(chǎn)品的性能特點(diǎn)277
二、HiperLCS系列產(chǎn)品的工作原理278
第五節(jié) 由LCS702HG構(gòu)成的150W大功率LED路燈驅(qū)動(dòng)電源278
第六節(jié) HiperTFS-2系列雙開關(guān)正激式加反激式變換器的工作原理281
一、HiperTFS-2系列產(chǎn)品的性能特點(diǎn)282
二、HiperTFS-2系列產(chǎn)品的工作原理283
第七節(jié) 由TFS7703H構(gòu)成的190W大功率LED驅(qū)動(dòng)電源284
第八章 中、小功率LED驅(qū)動(dòng)IC的原理與應(yīng)用288
第一節(jié) 隔離式小功率LED驅(qū)動(dòng)器288
一、LYTSwitch-2系列隔離式小功率LED驅(qū)動(dòng)器的工作原理288
二、隔離式小功率LED驅(qū)動(dòng)器LYT2004E的典型應(yīng)用289
第二節(jié) 帶PFC的交流高壓輸入式LED驅(qū)動(dòng)器291
一、LYTSwitch-5系列帶PFC的LED驅(qū)動(dòng)器的工作原理291
二、帶PFC的LED驅(qū)動(dòng)器LYT5226D的典型應(yīng)用292
第三節(jié) PT4115型具有高PWM調(diào)光比的LED恒流驅(qū)動(dòng)器293
一、高PWM調(diào)光比LED驅(qū)動(dòng)器PT4115的工作原理294
二、PT4115的典型應(yīng)用及電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)295
第四節(jié) LT3756型多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的LED驅(qū)動(dòng)器297
一、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)LED驅(qū)動(dòng)器的工作原理298
二、多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)LED驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用299
第五節(jié) iW3610型AC/DC式TRIAC調(diào)光數(shù)控LED驅(qū)動(dòng)控制器301
一、AC/DC式數(shù)控LED驅(qū)動(dòng)控制器的工作原理301
二、AC/DC式數(shù)控LED驅(qū)動(dòng)控制器iW3610的典型應(yīng)用304
第六節(jié) AX2005型具有OVP功能的大電流LED驅(qū)動(dòng)器306
一、大電流LED驅(qū)動(dòng)器AX2005的工作原理306
二、大電流LED驅(qū)動(dòng)器AX2005的典型應(yīng)用307
第七節(jié) AMC7150型降壓式高效率LED恒流驅(qū)動(dòng)器309
一、降壓式高效率LED恒流驅(qū)動(dòng)器AMC7150的工作原理309
二、降壓式高效率LED恒流驅(qū)動(dòng)器AMC7150的典型應(yīng)用310
第八節(jié) TK5401型無電解電容器的LED恒流驅(qū)動(dòng)器312
一、無電解電容器LED恒流驅(qū)動(dòng)器TK5401的工作原理312
二、無電解電容器LED恒流驅(qū)動(dòng)器TK5401的典型應(yīng)用313
第九節(jié) MT7920型AC/DC式高功率因數(shù)LED恒流驅(qū)動(dòng)器316
一、AC/DC式高功率因數(shù)LED恒流驅(qū)動(dòng)器MT7920的工作原理316
二、AC/DC式高功率因數(shù)LED恒流驅(qū)動(dòng)器MT7920的典型應(yīng)用319
第十節(jié) LNK417EG型采用有源紋波濾波器的LED恒流驅(qū)動(dòng)器321

參考文獻(xiàn)324