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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