针对移动电话的闪光灯LED驱动器

作者：Andreas Schaefer  TI 便携式电源系统工程师 

摘要：LED 已经成为移动电话中电影照明和相机闪光灯的标准解决方案。对于更高画质和更高分辨率的需求，要求更亮的闪光灯 LED 解决方案。所面临的挑战是如何通过实现最高效率的解决方案来从电池中挤压出最佳的光通量。这样一来，从电池吸收大电流的运行，要求具备许多省电运行特性以及一种稳健的系统设计。本文将介绍一种系统层闪光灯 LED 驱动器设计，以及能够确保系统安全运行和集成的一些特性。

图 1 闪光灯 LED V_F / I_F 图

将闪光灯 LED 与一个电流检测电阻串联，然后通过一个升压转换器来驱动，这是一种简单的方法。图 1 描述了这种方法。

图2使用外部电流检测电阻的简单LED 驱动方法

图3使用自适应电流阱和检测的改进型LED 驱动方案

电流阱不仅仅检测 LED 电流，通过动态调节电阻，其还可以对 LED 电流进行调节。所产生的电流阱压降作为动态调节升压转换器输出电压所需的信息，旨在任何电流电平下都能够将功耗控制在一个可接收的最低限度。

图4有源电流检测与电阻式电流检测比较

图5电池压降监控

样片、评估板和演示软件，请访问 TI 产品文件夹主页：http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps61310.html 

支持TI

希望能获得TI的产品，亲自感受TI技术的强大

支持TI!

连接:

http://www.ti.com.cn/product/cn/lm3405a

文档对我的作用帮助:1.文档提供了基本的电路图,2.提供了IC的数据表3.IC的内部电路框图

给大家分享一个TI的内容，“LED参考设计指南—UCC28810_中文资料”。UCC28810这款经典系列，很多人都应该用过或者想用，让我们看看TI给出的社会及指南吧~！

这份TI的资料很全面，他给出了PMP4501等芯片的参考设计原理图，各种参考数据及其参考波形图，以及各种不同的调光方案。

让我们看看其中一种，PMP4501参考设计原理图

PMP4501电路板

Iout稳压与整流等效线路电压及输出功率的对比

效率与整流等效线路电压及输出功率的对比

总的来说，这份资料内容齐全，关键也很权威，对于您使用这个系列的芯片进行LED驱动方案设计一定会有很大帮助！

支持TI！

文档的链接：www.ti.com.cn/.../lm3448

资料主要介绍了LM3448相位可调光LED驱动器。文档对设计的帮助作用：文中提供了LM3448的典型应用电路和一些参数，对自己的应用设计具有很好的参考价值！

资源连接：ti.21dianyuan.com/.../81.html

介绍：关于LED方面的全面资料设计软件,请大家下载!

分享TI的资料，很好很全面，这里的内容如下

（1）350mA恒流LED驱动IC 7135应用方案汇总.pdf

（2）LED的多种形式封装结构及技术.pdf

（3）LED光电原理.pdf

（4）LED基础理论知识.pdf

（5）LED基础知识.pdf

（6）LED模块化设计新概念.pdf

（7）LED驱动电源的分类及简单分析.pdf

（8）LED驱动电源的应用分析.pdf

（9）LED驱动欧洲标准.pdf

（10）LED驱动资料!.pdf

（11）led驱动资料.pdf

（12）LED显示屏技术优势.pdf

（13）LED现有标准.pdf

（14）LED照明管理解决方案选型指南.pdf

（15）LED照明系统设计指南完全版2.pdf

（16）LED照明系统设计指南完全版.pdf

（17）便携式产品的光源管理.pdf

（18）飞利浦街道照明培训.pdf

（19）高亮度LED的结构特点和应用.pdf

（20）基于电感的开关稳压器电路提供了高效率白光- LED 驱动 .pdf

（21）简单的LED信息显示装置制作.pdf

（22）开关电容电路提供了高效而功能齐全的白光 - LED 驱动 .pdf

（23）什么是LED灯及LED的种类.pdf

（24）为降压型转换器选择合适的电感器 .pdf

（25）新型高效而紧凑的白光LED驱动方案.pdf

（26）液晶LED背光技术解析.pdf

（27）用反激设计大功率LED恒流源.pdf

分享资源：【照明：多极串联LED驱动器】

资源链接：http://www.ti.com.cn/solution/cn/lighting_multi_string_led_driver

拓扑中无输出整流器，这就进一步提高了整个系统的效率，该解决方案的另一个优势就是能实现简单而又强大的控制。

多变压器拓扑的瞬态抗扰性和电流匹配特性使得它非常可靠，即使在 LED 出现故障时系统也能自动恢复平衡。

可扩展性是 LED 设计中的另一个重要优势，每串 LED 的数量最多可扩展至 16 个，从而使每个灯拥有多达 64 个 LED。

呵呵，现在分享的是“TI_电源管理芯片选型指南”。里面有很多关于TI LED产品的设计推荐，是TI比较权威的资料。

通过此选型指南,你可详细了解到TI的主流产品及其相关推荐设计。尤其是关于LED照明的解决方案，给大家看看目录的一部分就知道了。

我们来看看TI给去的其中一个例子，他的解决方案怎么样

这个是面向灯泡式样翻新应用的可调LED照明解决方案。大家可以看到，内容很详尽，设计也很专业。

这篇文档给我最大的帮助就是，给出了很多专业的正对TI产品的LED照明解决方案！很值得大家下下来看看。

现正在使用TI的UCC25710做150W  PWM调光 LED路灯电源，发现这颗料有很多优点，特在此分享：

1·业内第一款LLC集成控制IC,用来直接从PFC输出驱动单串或多串LED

2·精确的开关频率设定 Fmin (3% accuracy), and Fmax 6% (accuracy)  

3·简单直接的闭环LED电流环控制

4·具有直接接口的PWM调光信号输入口

5·方便设定的调光精度控制功能,能有效减少调光时的音频噪声

6·超低PWM调光时能实现闭环电流控制

7·智能化软启动设置

8·精确的 VREF 能实现高精度的LED电流控制

9·具有输出过压,输出欠压 以及输入过流保护功能

10·两级电流保护

11·+400-mA/-800mA 驱动电流

12·较低的启动和工作电流  

DEMO板图片：

如需更加深入了解此款IC，请点一下链接：

用于多串 LED 照明的 LLC 半桥接控制器

http://www.ti.com.cn/product/cn/ucc25710    

再分享一篇文档，基于TI单片机控制的LED点阵书写显示屏设计。本设计是以TI公司MSP430F2274单片机为主控制器，以光笔为检测工具，按键和带字库的12864液晶作为辅助设备的LED点阵书写显示屏系统。通过按键的设置可进入到系统的相应功能模式，以光笔来检测在LED点阵屏上接触的位置。从而实现点亮、划亮等功能，同时将通过划亮点的位置用带字库的12864液晶屏同步显示。

我们来看看他是怎么做的。下面是系统总框图

然后看看点阵屏行驱动电路设计

主流程图

我曾经参考这篇文章，设计了TI单片机控制的LED点阵书写显示屏，如果你也要做类似的设计，完全可以参考一下这篇文章！

电路框图如下：

TI设计资料名称：LED驱动器-并行输出提供高电流输出

TI设计资料链接：http://www.ti.com.cn/general/cn/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=zhca056&fileType=pdf

本应用手册描述了如何使用TLC5922，TLC5923，TLC5924芯片来驱动大电流LED。这些芯片旨在提供16分别可控恒流吸收，并且16路输出可以并行的连接以增加电流的驱动能力。芯片输出通道的并行接法允许TLC5922，TLC5923，TLC5924驱动大功率led例如Osram推出的Golden Dragon系列大电流LED，和LUMILEDS Luxeon系列大电流LED。

读完此设计参考，我完全理解了TLC592X系列芯片的功能和特点，手册里面的介绍和计算方法对我的设计很有启发和帮助， 在使用这个系列的芯片时心中更有底。文档中关于二极管输出电流分析、点校正的计算、三段式模拟调光功能的介绍很精彩。

TI设计参考资源名称：LLC LED 驱动器简化设计

TI设计参考资源连接：http://www.ti.com.cn/general/cn/docs/gencontent.tsp?contentId=149918

TI设计参考资源介绍：LED 负载随亮度调节变化时，PWM LED 亮度调节如何使 dc/dc 传输函数保持恒定。相比过去使用的老式、笨重的阴极射线管 (CRT) 显示器，现在的平板数字电视和显示器要薄得多。这些新型薄平板电视对消费者非常有吸引力，因为它们占用的空间更小。为了帮助满足消费者需求并使这类数字设备变得更薄，一些厂商转向使用 LLC 谐振半桥转换器来为这些设备的发光二极管 (LED) 背光提供驱动。利用这种拓扑结构所实现的零电压软开关 (ZVS) 可带来更高效的高功率密度设计，并且要求的散热部件比硬开关拓扑更少。

参考设计给出了LLC 谐振半桥控制器 dc/dc：

使用 PWM 亮度调节技术的 LLC 半桥 LED 驱动器：

PWM 亮度调节波形：

通过调节 DIM 信号的占空比 (D) 实现对平均二极管电流 (ID) 的调节，从而控制 LED 的亮度。

设计参考心得：

TI此设计参考对我理解和设计LLC半桥LED 驱动器很有帮助，讲解深入浅出，条理清晰，图文并茂，计算公式详尽，典型波形很能说明问题。现在分享给大家，希望对大家做LLC半桥LED有所助益，希望大家喜欢。

TI 美国德州仪器公司  TPS61160 和 TPS61161 LED升压转换器

两款器件都集成了 0.6A 的电流开关,目标应用为具有小型显示屏的便携式应用与电池供电型应用,如便携式游戏机、GPS系统以及智能电话中的 3英寸或 4英寸小型 LCD 显示屏背光技术.TPS61160 能驱动多达6个 LED,支持 26V LED 开路保护;而 TPS61161则能驱动多达 10个 LED,支持 38V LED 开路保护.亮度不仅可通过单线数字接口或 PWM 信号进行调节,还能通过模拟调光来消除噪声.

2.7V to 18V 电压范围输入TPS61160最高升压26V驱动6pcs LED,电流500mA以内;同样的输入电压TPS61161最高升压38V驱动10pcs LED 电流500mA以内.200mV 反馈参考电压,2%恒流电流误差范围,90%工作效率,2mm*2mm*0.8mm 6-pin QFN 小体积封装.



上图是TPS61161升压驱动10颗LED参考设计原理图,线路电流是20mA.按规格书70°芯片温度计算这款线路设计不加散热器可以驱动到100mA电流负载,如你的设计要大于这个电流值就需要在PCB上面增加适当的散热面积;350mA电流需要将IC设计到铝基板上面,大概需要散掉1W左右热量,不建议设计这么大功率.


上图是TPS61160,2-5V升压驱动6颗LED参考设计原理图,线路电流是20mA.按规格书70°芯片温度计算这款线路设计不加散热器可以驱动到200mA电流负载,如你的设计要大于这个电流值就需要在PCB上面增加适当的散热面积,350mA电流需要将IC设计到铝基板上面,大概需要散掉0.68热量,勉强可以接受.


上图给出了PWM灰度调节设计参考,因其电感方式升压设计不适合高速灰度调节,故频率范围在200Hz左右比较合适;也不建议低于100Hz,低于100Hz低灰阶时人眼睛会观察到闪烁.开、关待机状态可以通过CTRL口操作.

实际设计的原理图：

PCB

实物图

分享TI的最新推出的关于LED照明设计的方案

资源介绍：这份资源文档是TI针对LED照明市场应用推出的参考设计文档，里面有很多的方案，可以给正在或者即将进行LED驱动电源设计的工程师提供帮助。

资源链接：www.ti.com.cn/.../getliterature.tsp

资源优点：这份资源文档是TI针对LED照明市场应用推出的参考设计文档，里面有很多的方案，可以给正在或者即将进行LED驱动电源设计的工程师提供帮助。这份文档提供了非常多的针对LED照明应用的解决方案。

具体更多的方案，请下载此文档到自己的电脑上，可以好好的参考里面的各种解决方案。文档的部分目录可以看下,非常好,对于选择方案很方便.

分享感受：TI的这份文件内容非常详细，而且图文并茂，对LED各方案都作了比较详细的介绍,同时还给出了很多的参考电路图 PCB布板参考意见，DEMO板测试波形等，相信这份文档对正在进行LED驱动电源设计的工程师会有很大的帮助，分享这份文档给同行朋友，希望你们能喜欢。

我要介绍的资源链接来自于TI官网：

链接如下：http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/zhcu017/zhcu017.pdf

    这个设计方案给出了设计LED驱动电源的所有注意事项，还给出了原理图和PCB的设计。对设计者有很好的参考价值。设计方案中还介绍了一种无需使用一个大尺寸的450VDC体电容器的PFC设计电路，这对开发LED这种体积受限的电源有很好的参考价值。该电源的控制芯片选用的是TI的UCC28810，UCC28810通过改变频率的方式使初级侧的电流工作于临界导通模式以获得高功率因数。

参考了TI的设计参考后，我在实际的产品应用中对LEDPCB布板有以下几点经验与大家一起分享：

1、电源的中主要有以下3个干扰源：MOS 管的漏极、次级整流二极管的正极、Vdd 整流二极管的正极；

2、干扰源的PCB 铺铜面积尽量小，在位置上要尽量远离受扰源；

3、在可能的情况下，尽量将初级GND 大面积铺铜；芯片下面用GND 或者Vdd 进行大面积铺铜；

下面是设计方案中给出的PFC设计电路和UCC28810控制电路和启动驱动电路的原理图示：

按照该方案进行设计，设计者可以少走很多弯路，避开一些设计误区。设计完成后还可进行测试并将测试结构与TI方案的测试结果进行对比，看看自己做的电源的性能如何！！！

设计方案还给出了不同的输入电压的情况下的电压和电流的关系，以及输出纹波电流的测试波形：

资源介绍：利用LM3444以实例介绍一款8W的反激隔离LED驱动

资源链接：www.ti.com.cn/.../snva454d.pdf

帮助：通过这篇文档可以很好地了解LM3444作为反激隔离驱动的优势，自己实际按照电路做了几个样品，工作非常稳定，与文档测试效果基本一致，非常好！

奇怪了，我一直发了一个UCC28810，做T8的灯就是不成功啦，借这次活动再来发一次，先来两个关于UCC28810的资料及应用文档, 再说说对这颗料的看法：在网上也看了下关于这个IC的资料及注意事项，也看了不少网友遇到的困惑，要不就是TI的在解答要不就是一些网友在谈自己用过这颗IC的看法；这些看看对我来说是非常有益的，在我看来在排线是最要注意的，特别是地线的走向。自己也对此摸索了几个星期，当然是画板，打板调试了。过程没时间来细说，总的感觉吧，大厂的IC做起来比较顺手，不会出现一些意想不到的问题，或者是我没有发现哈。不过在做之前先了解这颗IC，再看看其它朋友在网上谈他们做过的经验，这样做起来会顺手很多的

【分享资源】：实现便携式单电池的LED照明

【资源连接】：http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/zhca084/zhca084.pdf

【资源介绍】：

便携式设备常采用单电池供电，而部分照明设备又要求能够便携以便于移动，所以对系统的功耗即电池的寿命有着严格的要求。本文针对低功耗、便携以及较低系统成本LED 照明的要求，基于超低功耗单片机MSP430 以及升压转换器TPS61200，设计并完成单电池供电的LED 照明应用。

单电池供电的LED 照明系统的实际应用要求，需满足以下设计要求：

1. 工作电压范围：设备供电采用常用的单节碱性电池，为0.6~1.5V。
2. 低电压启动：低至0.6V 系统也能启动。
3. 待机电流：超低待机功耗，待机电流<1uA
4. 恒流驱动：LED 采用恒流驱动，驱动电流在48mA±2mA
5. 按键控制：通过按键实现开关机、LED 照明状态和灯光闪烁示警信号状态切换等

系统结构和总体设计方案：

本文描述的单电池供电的LED 照明系统以TI MSP430F2011 和TI TPS61200 为主芯片。为达到点亮LED 所需的导通电压，采用TPS61200 实现单节电池电压0.6~1.5V 到3.6V 的升压变换，并用以进行LED 的恒流驱动。由于MSP430 的工作电压为1.8-3.6V，所以单节干电池电压不能用于MSP430 的直接供电。根据系统特点以及成本考虑，可以采用MSP430 的供电电压取自TPS61200 的输出。

 LED 驱动电路设计：

基于比较器实现按键以及电池电压检测原理图：

对于电池供电类应用，一般需具有电池电压检测功能。当检测到电池输入电压低于设定的低电压报警阈值时，单片机MSP430F2011 通过GPIO信号输出低电平至TPS61200 的EN 引脚，以关断TPS61200。考虑到MSP430F2011 的片上资源，电池电压检测电路也采用单片机片上比较器，其和按键分时复用一个比较器。

基于UCC28060 的交错式ACDC反激LED驱动电路的应用报告

本为讨论了基于UCC28060芯片的单级ACDC的反激拓扑，文章讨论了在设计中应该考虑的问题，并给出了设计实例，

http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/slua625/slua625.pdf

UCC28060芯片，为用户提供一种解决方案，提供相关的参考，文章介绍了单级LED的概念，提出了基于反激电路的PFC电路的解决方案，读者可以在这一部分有一个清晰的概念

   文章给了设计中需要考虑的问题给了大量的计算公式，因此我们在设计时可以方便的应用，只需要查找这个文章，调用相关的公式就可以，省去了许多冗繁的步骤，大大方便了用户。同时文章还给出了在不同负载情况下的波形分析图。下图为不同K值时，THD的大小。

3,分析了回路稳定性分析，给出了小信号模型分析以及控制回路图,给出设计方法，因此在设计补偿回路时，可以参考相关的分析

4.最后给出了设计参考图，用户可以直接参考图纸，搭建电路，给出参数

在借别的网站的光搜到此　

为了正确应用UCC28810, 必须了解其各个引脚功能， 见表1。

表1 UCC28810引脚功能

1. 2 UCC28810的主要特点

　　UCC28810是一种单级PFC 离线式LED 照明电源控制器， 可以控制临界导通模式（ C rM ） 操作的反激、降压（ buck）或升压（ boost）变换器， 能够与传统墙上调光器接口。UCC28810含有一个用于反馈误差处理的跨导电压放大器、一个用来产生与输入电压成正比的电流指令的电流参考发生器、一个电流传感比较器、PWM 逻辑及驱动外部功率MOSFET 的驱动器。

　　UCC28810提供过电压保护（ OVP）、反馈开路保护和使能（ enable）电路。

　　UCC28810的VDD导通门限电压是15. 6 V, 欠压关断门限电平是9. 7 V, 钳位电压为19 V, 静态工作电流为4mA。

　　UCC28810用于控制LED 普通照明驱动电源， 应用领域有工业照明、商业照明、住宅照明以及街道、道路、停车场照明和建筑与装饰照明。

　　2 基于UCC28810的34W单级PFC反激式LED恒流驱动电源

　　基于UCC28810的34W 单级PFC反激式LED 恒流驱动电源电路如图2所示。这种带PFC 的隔离型单级反激式离线LED 驱动电路的AC 输入电压范围为180~ 265 V, 输出DC 电压为10 ~ 48 V, 输出恒流为700mA, 可以驱动3~ 13个串联连接的LED, 最大输出功率为34 W , 效率达90%, 线路功率因数PF> 0. 9。

图2 基于UCC28810的34W 单级PFC反激式LED恒流驱动电源

　　在图2中， 输入端F1 为保险丝， L 1、L 2和C 3、C 1为输入EM I滤波器， D1 是桥式整流器， D2、D3、R 9、R 14、R 19、C 9组成输入电压检测电路， R 1和R 4是U2（UCC28810D） 引脚VDD 上的启动电阻， R 8、D7、C 7、D 8、R 7、Q1和D6、C6等组成U 2（引脚VDD ）偏置稳压电源电路， Q 2为初级功率开关， 变压器初级绕组（ T1的引脚④与⑤之间）上并接的R 2、R 3、C 2、D4组成Q2漏极上RCD 型钳位电路， Q2源极上串联的R 23为初级电流传感电阻， T1偏置绕组（① 与② 端）同时提供变压器零能量（ TZE ）检测信号（经R 21、R 20、C 12传送至U2的TZE 引脚）。

　　D5、C 4 和C 5组成次级整流滤波电路。R 5 为输出电流传感电阻， U1（U1B+ U1A ）作为电流感测放大器使用， 执行输出恒流调节。U 3为光电耦合器， 对次级到初级的反馈起隔离作用。T1次级引脚⑨与⑩之间的绕组及D9、R 18、D12、Q3和C 10等组成次级偏置稳压器， 为U 1和U 3提供偏置。D10用作输出开路钳位（ 51 V ）保护。

　　U2通过引脚V INS对AC 输入电压的检测， 可以强制峰值开关电流跟踪输入电压的变化， 从而提高系统功率因数。

　　UCC28810不但具有单级PFC 反激式变换器控制功能， 同时支持独立PFC升压变换器架构。图3为采用UCC28810的240W LED 路灯驱动电源系统。该系统主要有三级： 在桥式整流器之后是基于UCC28810的PFC升压跟随器级； 第二极是基于UCC28811的恒流降压（ Buck）级， 它与PFC 级一样， 工作在临界导通模式（ C rM ） ; 第三级为隔离级， 为半桥谐振LLC 转换器， 用TPS92020作为驱动器IC。

图3 采用UCC28810的240W LED路灯驱动电源系统

　　图3所示的隔离型离线式LED驱动器的技术规格见表2。

表2 设计技术指标

半桥谐振LLC转换器可以采用多变压器配置， 如图4所示。图中所示的串联输入多并联LED 驱动方案， 有利于散热管理， 无需反馈， 成为LED 照明模块的一种重要驱动方案。

图4 多变压器配置

　　4 采用UCC28810的Triac调光LED照明电源

　　对于LED 普通照明来说， 传统三端双向可控硅（ Triac）调光方式被普遍看好， 这是因为Triac调光器电路简单， 成本低廉， 当用LED 灯具替代白炽灯时， 可以使用白炽灯墙上Triac调光器对LED进行调光。图5为基于UCC28810的Triac 调光LED 照明电源系统框图。

图5 基于UCC28810的Triac调光LED 照明电源系统框图

　　白炽灯是一种电阻性负载， 而LED驱动电源与白炽灯的情况完全不同， 因此使用传统T riac相控调光器对LED 进行调光， 必须相应附加专门的电路， 对Triac调光状态进行检测， 以保证在AC 线路半周期的Triac导通角内为T riac提供必要的维持电流（ IH ） , 当AC线路电压过零时确保T riac关断。

　　图6 为Tr iac 调光25W LED 照明电源的输入EM I滤波器电路。L 1、L 2和C 1、C 2 组成的共模和差模LC输入EM I滤波器， 是为满足EM I规范要求而设置的。当T riac 调光器被应用时， 为防止在Triac 与LC滤波器之间产生振荡， 在电感器L2两端连接了一个由L3和R 5串联而成的阻尼网络。

图6 输入EM I滤波器及阻尼网络

　　基于图5所示架构的实际25W Triac调光LED照明用电源， AC 输入电压范围达85~ 305 V, 线路功率因数> 0. 9, 输出DC 电压约为36 V, 输出恒流为700 mA, 可以10 个串联在一起的C ree XLamp7090XRE白光LED, 系统效率达89% .

　　5 小结

　　UCC28810型LED 普通照明电源控制器， 支持单级PFC 反激式变换器电路拓扑和传统Triac相位控制调光器调光

http://www.ti.com.cn/general/cn/docs/gencontent.tsp?contentId=149918

LLC因其良好的软开关性能，获取较高的效率。次级没有体积较大的滤波电感，提高了功率密度。

LED驱动使用 LLC 谐振半桥转换器来为很薄的平板数字电视和显示器的发光二极管 (LED) 背光提供驱动。具备上述优点。

设计参考：http://www.ti.com.cn/sitesearch/cn/docs/universalsearch.tsp?searchTerm=uc3842&Submit=&linkId=1

此电路优点设计简单：成本低廉，全部使用贴片电子元件完成相关的PCB 设计，简单易安装的完相关的生产过程，达到相关指标，输出电压为8-12V电流500MA。

详细的设计过程如附件：

http://www.ti.com.cn/product/cn/tps61040

设计时需要重点考虑的是电源的效率，虽然隔离电源的效率比不隔离效率要安全,但效率较低，还要有较高的输出电压和小电流，这样的电源才能效率高,可还要注意一个问题就是,高电压可能损坏到LED特别是在电源器件损坏时,也因此升压电路应该是设计时的首先,TI的这颗芯片可以很好的实现这种设计想法.贴一个61040的典型参考电路

资源连接：ti.21dianyuan.com/.../81.html

设计帮助：关于LED的资料分享，有助于大家学习led的理论知识，对LED电源有较为全面的了解。

分享一篇对个人很有启发的论文 LED 照明的电源拓扑结构

本文对 LED 特性及驱动 LED 时需要权衡的因素作了概述，并对适用于驱动 LED 和进行 LED 调光的各种开关电源拓扑进行了详 尽的讨论，此外还详细说明了这些电源的相关优点。

引言

随着 LED 的生产成本下降，其使用愈发普遍，所涵盖的应用范围从手持终端设备到车载，再到建筑照明。LED 的高可靠性（使用 寿命超过 50,000 个小时）、较高的效率（>120 流明/瓦）以及近乎瞬时的响应能力使其成为极具吸引力的光源。与白炽灯泡 200mS 的 响应时间相比，LED 会在短短 5nS 响应时间内发光。因此，目前它们已在汽车行业的刹车灯中得到广泛采用。

驱动 LED

驱动 LED 并非没有挑战。可调的亮度需要用恒定电流来驱动 LED，并且无论输入电压如何都必须要保持该电流的恒定。这与仅 仅将白炽灯泡连接到电池来为其供电相比更具有挑战性。

LED 具有类似于二极管的正向 V-I 特性。在低于 LED 开启阈值（白光 LED 的开启电压阈值大约为 3.5V）时，通经该 LED 的电流非 常小。在高于该阈值时，电流会以正向电压形式成指数倍递增。这就允许将 LED 定型为带有一个串联电阻的电压源，其中带有一则 警示说明：本模型仅在单一的工作 DC 电流下才有效。如果 LED 中的 DC 电流发生改变，那么该模型的电阻也应随即改变，以反映新 的工作电流。在大的正向电流下，LED 中的功率耗散会使设备发热，此举将改变正向压降和动态阻抗。在确定 LED 阻抗时充分考虑 散热环境是非常重要的。

当通过降压稳压器驱动 LED 时，LED 常常会根据所选的输出滤波器排列来传导电感的 AC 纹波电流和 DC 电流。这不仅会提高 LED 中电流的 RMS 振幅，而且还会增大其功耗。这样就可提高结温并对 LED 的使用寿命产生重要影响。如果我们设定一个 70% 的 光输出限制作为 LED 的使用寿命，那么 LED 的寿命就会从 74 摄氏度度下的 15,000 小时延长到 63 摄氏度度下的 40,000 小时。LED 的功率损耗由 LED 电阻乘以 RMS 电流的平方再加上平均电流乘以正向压降来确定。由于结温可通过平均功耗来确定，因此即使是 较大的纹波电流对功耗产生的影响也不大。例如，在降压转换器中，等于 DC 输出电流 (Ipk-pk = Iout) 的峰至峰纹波电流会增加不超 过 10% 的总功率损耗。如果远远超过上面的损耗水平，那么就需要降低来自电源的 AC 纹波电流以便使结温和工作寿命保持不变。 一条非常有用的经验法则是结温每降低 10 摄氏度，半导体寿命就会提高两倍。实际上，由于电感器的抑制作用，因此大多数设计就 趋向于更低的纹波电流。此外，LED 中的峰值电流不应超过厂商所规定的最大安全工作电流额定值。

拓扑选择

表 1 中所显示的信息有助于为 LED 驱动器选择最佳的开关拓扑。除这些拓扑之外，您还可使用简易的限流电阻器或线性稳压器 来驱动 LED，但是此类方法通常会浪费过多功率。所有相关的设计参数包括输入电压范围、驱动的 LED 数量、LED 电流、隔离、EMI 抑制以及效率。大多数的 LED 驱动电路都属于下列拓扑类型：降压型、升压型、降压-升压型、SEPIC 和反激式拓扑。

表 1 备选的 LED 电源拓扑

图 1 显示了三种基本的电源拓扑示例。第一个示意图所显示的降压稳压器适用于输出电压总小于输入电压的情形。在图 1 中， 降压稳压器会通过改变 MOSFET 的开启时间来控制电流进入 LED。电流感应可通过测量电阻器两端的电压获得，其中该电阻器应与 LED 串联。对该方法来说，重要的设计难题是如何驱动 MOSFET。从性价比的角度来说，推荐使用需要浮动栅极驱动的 N 通道场效 应晶体管 (FET)。这需要一个驱动变压器或浮动驱动电路（其可用于维持内部电压高于输入电压）。

图 1 还显示了备选的降压稳压器 (buck #2)。在此电路中，MOSFET 对接地进行驱动，从而大大降低了驱动电路要求。该电路可选 择通过监测 FET 电流或与 LED 串联的电流感应电阻来感应 LED 电流。后者需要一个电平移位电路来获得电源接地的信息，但这会 使简单的设计复杂化。另外，图 1 中还显示了一个升压转换器，该转换器可在输出电压总是大于输入电压时使用。由于 MOSFET 对 接地进行驱动并且电流感应电阻也采用接地参考，因此此类拓扑设计起来就很容易。该电路的一个不足之处是在短路期间，通过电 感器的电流会毫无限制。您可以通过保险丝或电子断路器的形式来增加故障保护。此外，某些更为复杂的拓扑也可提供此类保护。

图 1 简单的降压和升压型拓扑为 LED 供电

图2显示了两款降压-升压型电路，该电路可在输入电压和输出电压相比时高时低时使用。两者具有相同的折衷特性（其中折衷可 在有关电流感应电阻和栅极驱动位置的两个降压型拓扑中显现）。图 2 中的降压-升压型拓扑显示了一个接地参考的栅极驱动。它需 要一个电平移位的电流感应信号，但是该反向降压-升压型电路具有一个接地参考的电流感应和电平移位的栅极驱动。如果控制 IC 与负输出有关，并且电流感应电阻和 LED 可交换，那么该反向降压-升压型电路就能以非常有用的方式进行配置。适当的控制 IC，就 能直接测量输出电流，并且 MOSFET 也可被直接驱动。

图 2 降压-升压型拓扑可调节大于或小于 Vout 的输入电压

该降压-升压方法的一个缺陷是电流相当高。例如，当输入和输出电压相同时，电感和电源开关电流则为输出电流的两倍。这会 对效率和功耗产生负面的影响。在许多情况下，图 3 中的“降压或升压型”拓扑将缓和这些问题。在该电路中，降压功率级之后是一个 升压。如果输入电压高于输出电压，则在升压级刚好通电时，降压级会进行电压调节。如果输入电压小于输出电压，则升压级会进行 调节而降压级则通电。通常要为升压和降压操作预留一些重叠，因此从一个模型转到另一模型时就不存在静带。

当输入和输出电压几乎相等时，该电路的好处是开关和电感器电流也近乎等同于输出电流。电感纹波电流也趋向于变小。即使 该电路中有四个电源开关，通常效率也会得到显著的提高，在电池应用中这一点至关重要。图 3 中还显示了 SEPIC 拓扑，此类拓扑 要求较少的 FET，但需要更多的无源组件。其好处是简单的接地参考 FET 驱动器和控制电路。此外，可将双电感组合到单一的耦合 电感中，从而节省空间和成本。但是像降压-升压拓扑一样，它具有比“降压或升压”和脉动输出电流更高的开关电流，这就要求电容 器可通过更大的 RMS 电流。

图 3 降压或升压型以及 SEPIC 拓扑提供了更高的效率

出于安全考虑，可能规定在离线电压和输出电压之间使用隔离。在此应用中，最具性价比的解决方案是反激式转换器（请参见图 4）。它要求所有隔离拓扑的组件数最少。变压器匝比可设计为降压、升压或降压-升压输出电压，这样就提供了极大的设计灵活性。 但其缺点是电源变压器通常为定制组件。此外，在 FET 以及输入和输出电容器中存在很高的组件应力。在稳定照明应用中，可通过 使用一个“慢速”反馈控制环路（可调节与输入电压同相的 LED 电流）来实现功率因数校正 (PFC) 功能。通过调节所需的平均 LED 电 流以及与输入电压同相的输入电流，即可获得较高的功率因数。

图 4 反激式转换器可提供隔离和功率因数校正功能

调光技术

需要对 LED 进行调光是一件很平常的事。例如，可能需要调节显示屏或调节建筑灯的亮度。实现此操作的方式有两种：即降低 LED 电流或快速打开 LED 再关闭，然后使眼睛最终得到平衡。因为光输出并非完全与电流呈线性关系，因此降低电流的方法效率最 低。此外，LED 色谱通常会在电流低于额定值时发生改变。请记住：人对亮度的感知成指数倍增，因此调光就需要电流出现更大的百 分比变动。因为在全电流下，3% 的调节误差由于电路容差缘故可在 10% 的负载下放大成 30% 甚至更大的误差，因此这会对电路设 计产生重大的影响。尽管存在响应速度问题，但通过脉宽调制 (PWM) 来调节电流仍更为精确。当照明和显示时，需要 100Hz 以上的 PWM 才能使人眼不会察觉到闪烁。10% 的脉冲宽度处于毫秒范围内，并且要求电源具有高于 10 kHz 以上的带宽。

结论

如表 2 所示，在许多应用中使用 LED 正变得日益普遍。它将会采用各种电源拓扑来为这些应用提供支持。通常，输入电压、输出 电压和隔离需求将规定正确的选择。在输入电压与输出电压相比总是时高时低时，采用降压或升压可能是显而易见的选择。但是， 当输入和输出电压的关系并非如此受抑制时，该选择就变的更加困难，需要权衡许多因素，其中包括效率、成本和可靠性。

表 2 许多 LED 应用都规定了多种电源拓扑

分享资源： 高级电流模式有源钳位 PWM 控制器
资源连接：http://www.ti.com.cn/product/cn/ucc2897a
    有源箝位控制器UCC2897A是一款峰值电流型，固定频率，高性能的脉宽调制器，适用于有源箝位的正激或反激转换器。UCC2897A包含有对主功率及箝位MOSFET的驱动，易于调整主辅输出的延迟，对通讯系统可以直接输入的电源起动，还有单电阻设置频率或外同步，精密占空比限制，内部可调的斜坡补偿，精密的线路欠压和过压保护等特点。

    元器件引脚功能和工作参数设计详见附件

                                                                                              UCC2897A的典型设置电路

分享资源(设计心得)：基于UCC28810/1的高PF值LED 日光灯电源设计

资源连接: http://www.ti.com/product/ucc28810

规格要求: 输入200-240VAC, 输出50V 0.4A,  恒压不要求,恒流精度要控制在5%以内,防止大批量生产时光亮度不均一.

您的感想：

1. 这套方案是单级PFC方案, 后级需要加恒流控制环,所以体积有点大,导致PCB板太长.

2. 基准IC TL103W 热稳定性十分好,避免了热导致的基准漂动.

3. 由于采用了双运放双环,输出纹波比常规的单级要小很多.相对于常规单级的20-30%的纹波电流来讲,此输出纹波电流可以控制在10%或以下.但由于日光灯内不能大电解.所以控制在15%即可满足寿命及光通量变化要求.

原理图近似如下:

实物如下:

这个实例现应用于48V电动车.

在从事5年的LED电源设计过程中，不断有客户需求可调光的MR16，而我在遇到此类客户时，往往会说调光的MR16没有，而推荐他们用调光的GU10灯。当然，就是因为这个，可能会损失很多客户订单。因为部分客户不愿大改已经布好局的线路而去使用调光的GU10灯。

这种情况直到认识到NS的LM3444。当时看到介绍时，对它的性能一度表示怀疑，直到今年的时候有机会拿到DEMO板测试了一下，效果果然还不错。在整个调光过程中，除了有点点响声外，还是很令人满意的。

分享内容：用于可调光的MR16　IC　LM3444设计应用指导

资源地址：http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/snvu123a/snvu123a.pdf

工作流程：

电路原理图：

测试参数：

                             采用TI LM3445芯片设计一款七彩LED驱动

          TI LM3445是 TRIAC调光兼容的自适应离线AC/DC降压恒流控制器,具有LED调光用 的TRIAC调光译码电路,输入电压从80VAC到270VAC,控制LED电流大于1A,可调整开关频率. 它的无源PFC电路使得电路有更好的效率. LM3445主要用在后配合的TRIAC调光,固态照明, 工业和商业照明以及住宅区照明.

该产品的优势在于可以支持具备三端双向可控硅(TRIAC)正向或反向相位控制功能的传统入墙式调光器，因此可以稳定调控高亮度LED的光暗，确保不会出现光线闪烁问题。这款可支持三端双向可控硅调光控制功能的LM3445 LED 驱动器不但可以支持高达100:1 的调光比，而且还可输出 1A以上的恒流来驱动多串LED，可广泛应用于住宅、建筑物、商业及工业专用照明领域。本附件是LM3445设计案例应用电路图。

     可支持三端双向可控硅调光功能的LM3445 LED 驱动器可大幅提高系统的光线输出量，在典型应用情况下符合美国“能源之星”(ENERGY STAR® ) 的功率标准，归属于美国国家半导体PowerWise® 高能源效率产品系列。

    按照目前LED行业的设计标准，入墙式三端双向可控硅调光器通常连接白炽灯或卤素灯这类电阻负载。但LED灯泡并不属于入墙式三端双向可控硅调光器可以接入的电阻负载，因此如果利用传统的入墙式三端双向可控硅调光器调控LED灯泡的亮度，调控效果将无法达到最佳状态。目前市场上的LED驱动器会产生频率为120Hz的闪烁，或者无法达到100:1的调光比。美国国家半导体的LM3445芯片可以成功解决上述问题，该芯片可将三端双向可控硅的斩波波形转为DIM信号，然后进行解码，从而实现100:1的调光比，并确保调光稳定，无闪烁发生。这款驱动器采用的控制架构正在申请专利。新型架构可以确保输入LED的纹波电流恒定不变，有助于延长LED的寿命。

设计感想：TI 成熟LED解决方案，已经量产照明产品出口欧盟。

 资源链接请点击：http://www.ti.com.cn/sitesearch/cn/docs/universalsearch.tsp?searchTerm=LM3445&Submit=&linkId=1

UCC28810D用于T8LED驱动

资源连接：http://ti.21dianyuan.com/news/show/89.html

此设计文档提供足够技术参数参考，BOM，原理图等，对工程人员选型、快递产品导入、试验试产等提供足够的指导作用，给了设计人员极大的帮助解决很多问题。

今天来介绍一款同步降压转换器，功率可以做到240W，资料如下：

使用 TPS40170 同步降压模式控制器，以便将 24V 标称（最大 35V）输入步降至 12V/20A。外部控制信号可以允许电路在空载或接近空载时进入滞回模式操作，从而将输入电流降低为低于 1mA。此转换器可实现全负荷时接近 98% 的效率。

电路框图：

18W AC-DC 室内 LED 驱动器

资料链接：www.ti.com.cn/.../pmp6694

设计帮助：18W LED的驱动器，用于更换白炽灯泡和卤素灯泡。资料使用UCC28810作为控制芯片，UCC28810是一种单级PFC 离线式LED 照明电源控制器， 可以控制临界导通模式（CRM） 操作的反激、降压（buck）或升压（boost）变换器，比较实用。

TPS92310是带原边PFC控制的，UCC28810可以做单级PFC电路控制。

MODE1是工作模式选择，选择峰值电流模式或固定开通时间；

MODE2是也是工作模式选择，选择隔离或非隔离。

TPS92310，设计灵活点，小功率比较适合.

www.ti.com.cn/.../pmp8006

UCC28810适合路灯。

希望对大家有用，个人还有些资料，由于最近网速不行，所以没有上传，如果要的话请回复您的邮箱。

TI 《LED参考设计之南》可以了解TI LED的产品线，进行合适的选型。

www.ti.com.cn/.../zhct063a.pdf

分享资源:基于适用于LED手电的低电压降压-升压转换器

资源连接: www.ti.com/.../slva268

设计目的: 低电压正常工作的手电,1.2V电压也可以工作

感想：

1. 这套方案是采用TPS63000,通过DC-DC把低于LED工作电压的电源进行升压,这个文档帮助我了解了作为Buck-Boost 转换器的芯片应用于LED驱动,对设计这款低电压手电有很大的帮助.

2. TPS63000降压升压型转换器采用固定频率的PWM控制器，能够利用同步整流实现最高的效率。这个文档帮助我设计低功耗,高效率的手电有很大帮助,特别对于电池供电,对功耗要求非常严格的产品.

3.TPS63000降压升压型转换器提供手电筒调光机制，以便在300mA至600mA , 多亮度等级,这个文档帮助我在设计亮度可调节的LED手电有很大帮助,调节亮度不仅对功耗,高效率的手电有重要意义,还对照明对光度的要求有重大意义.                 

原理图近似如下:

UCC28810是一种需要功率因数校正（ PFC ）的低到中功率流明应用的LED 普通照明电源控制器。在设计过程中用到该款芯片取得了不错的控制效果。

首先在TI官网上查相关资料，www.ti.com.cn/.../ucc28810。

以最基本的电路开始试验，结合LED参考设计指南，一点点满足自己的指标。

在这两个文档的指导下，基本上没走什么弯路，参考指南提供的demo，适当迁移，实现其功能。

分享的这个中文资料，比较适合国内设计者，参考一下可以省很多功夫。

TPS61040作为一款BOOST的LED驱动芯片，采用SOT23—5封装，体积小，驱动能力达400mA，以下两文档提供了多种驱动电路，设计时我参考了其中的两种电路。

文档的链接:http://115.156.191.66/download/497583/515126/2/pdf/170/17/1347591565994_17/tps61040.pdf和

http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/slvu068a/slvu068a.pdf

测试了一下，明白了，现在开始分享。

前几天有幸申请到TI联赢方案样片组合装，其中就有LED 阵列驱动器解决方案的样片UCC28060 + LM3466。UCC28060是一款双相自然交错转换模式 PFC 控制器，LM3466是面向多通道 LED 系统的智能线性 LED 驱动器。该方案对我设计的最大帮助是其快速上手性能。现对本方案简要总结如下：

该方案是有源 PFC 控制器与智能线性 LED 驱动器的组合，是一款富有吸引力的完整方案，使客户实现了快速的产品上市进程，大大增强了市场竞争力。

本方案的特点：

1.90Vac – 277VAc 输入工作电压，可使一款照明设计适用于众多的应用与市场。

2.智能线性 LED 驱动器，可对每串 LED 灯进行单独控制；可自动均衡流过每个LED 灯串的电流；能以最小的电压开销运作。

3.高功率因数校正，有源功率因数校正可提供卓越的 PFC，而不受输入电压和负载电流的限制。许多国家都要求 PFC 大于 0.7 或 0.9。

在下列网址有本方案简要介绍、原理图及其主要特性：

www.ti.com.cn/.../leddriver.shtml

UCC28060的相关资料在如下网址：

www.ti.com.cn/.../ucc28060

LM3466的相关资料在如下网址：

www.ti.com.cn/.../lm3466

我开始接触LED这方面的知识还是从申请到的“LED Array Driver Solution”参考设计开始的！

前几天老师找到我要我以后多研究一下LED电源方面的知识，我们现在和外面联合开发T5型的LED灯！

下面的这个产品是我们开发的10wLED电源，性能还不错，希望能感受一下TI官方的LED产品。

创新的 LED 阵列驱动器解决方案

TI设计参考资源连接：http://www.ti.com.cn/ww/more/solutions/leddriver.shtml

解决方案主要特性：

90Vac – 277VAc 输入工作电压

 可使一款照明设计适用于众多的应用与市场

 智能线性 LED 驱动器

 可对每串 LED 灯进行单独控制，从而确保一致的光输出和温度。

可自动均衡流过每个 LED 灯串的电流

能以最小的电压开销运作，旨在实现电源效率的最大化 (>98%)                        

高功率因数校正

有源功率因数校正可提供卓越的 PFC，而不受输入电压和负载电流的限制。许多国家都要求 PFC 大于 0.7 或 0.9。

• UCC28060 - 双相自然交错转换模式 PFC 控制器
• LM3466 – 面向多通道 LED 系统的智能线性 LED 驱动器
• 
  

16 Channel LED Driver with Dot Correction and Grayscale PWM Control 

http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/tlc5940.pdf

Using TLC5940 With Higher LED Supply Voltages and Series LED

http://www.ti.com/lit/an/slva280/slva280.pdf

TLC5940是带有 EEprom 点校正与灰度 PWM 控制的 16 通道 LED 驱动器，可以并行驱动多个LED：

第一个文档介绍了TLC5940的基本用法，可以看出利用TLC5940可以同时驱动多个LED。第二个文档介绍如何更高效的利用TLC5940驱动LED，典型电路：

这样，可以驱动LED阵列，更加高效。

本设计电路简单，可以利用微控制器方便地调节LED的亮度，对设计很有用。

支持TI。

www.ti.com/.../boostxl-c2kled

与大家分享一个用C2000设计一个RGB灯具的方案，主要介绍TI新出C2000的RGB LED设计套件 详见连接

设计调试可参考：http://processors.wiki.ti.com/index.php/C2000_LaunchPad:_Project_1

资源链接- www.ti.com.cn/.../snva342d.pdf

文档详细的描述了设计过程中的重点以及难点，提供了完备的解决方案，包括原理图以及layout，还有相关的测试结果和过程，受益匪浅。同时，对于恒定导通时间控制也有了更深的认识。

1. 分享一个LM3409hv，PFET降压驱动，集成度很高，输入电压范围6V到75V，详情见附件。

2. 关于led照明，ti出了一本设计参考书，里面有很多led驱动的参考电路设计及其特性，甚至包括热特性都有，还能更多的参考设计也在里面给出了链接。点此下载： http://www.ti.com/lit/sg/slyt434/slyt434.pdf

3. 要一个套件玩玩啊……

我也来分享一下,帮助你完成TLC59xx评估板的使用设计

http://www.ti.com.cn/tool/cn/led-frame-designer

这是最近总结的对TI LED设计的心得，希望对各位有用！

谢谢分享