LED照明驱动电路设计应用实例 9787512361249 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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来清民 著

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• LED照明
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• 电路分析
• 实用指南
• 9787512361249

店铺： 广影图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512361249

商品编码：29657966877

包装：平装

出版时间：2015-04-01

基本信息

书名:LED照明驱动电路设计应用实例

定价：49.00元

售价：33.3元,便宜15.7元,折扣67

作者:来清民

出版社：中国电力出版社

出版日期：2015-04-01

ISBN：9787512361249

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书首先阐述了LED发光的机理和特性，介绍了LED灯具设计的新理念和新技术，论述了LED驱动器设计的基本理论，然后集合近两年的LED照明驱动器的发展，系统地介绍了LED照明驱动器在室内照明、室外道路照明、车用照明和太阳能照明的具体应用实例，本书题材新颖、通俗易懂、图文并茂，涉及的LED驱动器既有用于家用照明的楼道灯、壁灯、客厅灯、吸顶灯和餐厅灯等，用于办公照明的射灯、筒灯、日光灯等；还有用于室外照明的路灯、防爆灯、隧道灯、景观灯和太阳能LED照明灯以及用于车用照明的前照灯、刹车灯、装饰灯和内照灯等，将LED驱动器理论与实际产品紧密结合，具有很强的实用性。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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光影魔术师：探索LED照明驱动电路的奥秘与实践 在这个以光为名的时代，LED照明以其卓越的节能、环保、长寿命以及灵活多变的特性，正以前所未有的速度渗透到我们生活的每一个角落。从照亮都市夜景的璀璨灯光，到点亮家居空间的温馨氛围，再到赋能工业生产的精密光源，LED照明技术的发展日新月异，其核心驱动电路的设计与应用，更是成为了连接理论与现实、创意与实用的关键环节。 本书并非一本枯燥的理论堆砌，而是一本旨在引领您深入探索LED驱动电路设计精髓的实践指南。我们相信，真正的理解源于亲手实践，而精湛的设计则来自于对原理的深刻洞察与对细节的反复打磨。因此，我们将以通俗易懂的语言，结合丰富的实例，为您一一剖析LED驱动电路的复杂世界。 第一章：LED发光原理与基本特性——点亮梦想的基石 在我们开始构建驱动电路之前，首先需要理解LED本身是如何工作的。本章将从PN结的形成与掺杂工艺讲起，深入浅出地阐述LED发光的物理机制。我们将探讨正向偏压下电子与空穴的复合发光过程，以及不同半导体材料所能发出的不同颜色的光。 更重要的是，我们将详细介绍LED的关键电学特性，这对于驱动电路的设计至关重要。这包括： 正向压降 (Forward Voltage, Vf)： 不同颜色、不同功率的LED，其导通所需的电压值存在显著差异。理解Vf的范围，是确定电源需求和降压方式的基础。 正向电流 (Forward Current, If)： LED的亮度直接与流过它的电流成正比。然而，过大的电流会导致LED过热甚至损坏，因此精确控制If是保护LED并实现预期亮度的核心。 反向击穿电压 (Reverse Breakdown Voltage, Vr)： 在反向偏压下，LED能承受的最大电压。虽然驱动电路主要工作在正向，但了解Vr有助于避免意外的损坏。 功率与散热： LED在工作时会产生热量，其功率消耗与Vf和If的乘积相关。不有效的散热会导致LED性能下降甚至寿命缩短，这也是驱动电路设计时必须考虑的重要因素。 光通量与发光效率： 不同的LED在相同电流下产生的光输出（光通量）以及将电能转化为光能的效率（发光效率）也存在差异。这些参数直接影响到照明系统的整体性能和能耗。 通过本章的学习，您将对LED这一“固态光源”拥有一个全面的认识，为后续的驱动电路设计打下坚实的基础。 第二章：LED驱动电路基础概念与分类——构建光明的脉络 LED的驱动并非简单的连接电源，它需要一个能够精确控制电流，保证LED稳定、高效、安全工作的电路。本章将为您梳理LED驱动电路的核心概念，并介绍几种主流的驱动方式。 恒流驱动 vs. 恒压驱动： 这是LED驱动最核心的两种模式。我们将详细阐述为何LED更适合恒流驱动，以及在何种情况下可以采用恒压驱动。 恒流驱动： 保证流过LED的电流恒定，从而保证其亮度稳定，并避免因电压波动或LED自身参数变化而引起的电流过大。我们将深入探讨恒流源的原理。 恒压驱动： 适用于LED串并联组合，但需要外加限流电阻，控制精度相对较低，效率也可能受到影响。 线性恒流驱动： 结构简单，成本低廉，但存在效率低、发热大的缺点。我们将分析其工作原理，并介绍如何通过电阻或晶体管实现基本的线性恒流。 开关恒流驱动： 采用PWM（脉冲宽度调制）等技术，通过快速开关操作实现高效率的电流控制。这是目前LED照明领域最主流的驱动方式。我们将重点介绍其基本拓扑结构，如Buck（降压）、Boost（升压）和Buck-Boost（升降压）转换器，并阐述其工作原理。 阻容降压与电感降压： 在一些低成本、低功率的应用中，也可能使用阻容降压或电感降压的方式。我们将分析这些方法的优缺点，以及适用范围。 理解这些基础概念，将帮助您根据具体的应用需求，选择最合适的驱动电路类型。 第三章：降压型LED驱动电路设计实例——稳定输出的艺术 当输入电压高于LED所需正向电压时，降压型驱动电路是理想的选择。本章将聚焦于Buck（降压）拓扑，通过多个详细的实例，带您掌握降压型LED驱动电路的设计要点。 Buck转换器核心原理剖析： 我们将详细解析Buck转换器在导通和关断两个阶段的工作状态，讲解电感、电容、开关管（MOSFET或IGBT）和二极管（或同步整流MOSFET）在电流和电压传递中的作用。 关键参数设计： 输入输出电压范围： 根据实际应用确定。 输出电流： 根据LED的规格和所需亮度设定。 开关频率： 影响元器件尺寸、效率和电磁干扰。 电感值计算： 保证电流连续性，减小纹波。 电容值与ESR选择： 滤波输出电压，减小纹波。 MOSFET的选型： 考虑耐压、电流能力、导通电阻和开关速度。 二极管（或同步整流MOSFET）的选型： 考虑反向耐压、正向导通压降和恢复时间。 实例分析： 高亮度LED手电筒驱动： 针对电池供电，要求高效、小体积，可能涉及多颗LED串并联。 LED台灯驱动： 要求输出稳定、光线柔和，可能需要调光功能。 LED射灯驱动： 需要较高的功率输出和良好的散热设计。 实例中将重点讲解： 功率MOSFET的选择与驱动、PWM调光电路的设计、输出电流纹波的控制、EMI（电磁干扰）的处理策略等。 第四章：升压型LED驱动电路设计实例——点亮高压的辉煌 当输入电压低于LED所需正向电压时，升压型驱动电路是不可或缺的。本章将聚焦于Boost（升压）拓扑，为您展示升压型LED驱动电路的设计方法。 Boost转换器核心原理剖析： 与Buck转换器类似，我们将深入讲解Boost转换器的工作原理，分析电感、电容、开关管和二极管的协同工作。 关键参数设计： 输入输出电压范围： 尤其关注最低输入电压下的升压能力。 输出电流： 开关频率： 电感值计算： 电容值与ESR选择： MOSFET与二极管（或同步整流MOSFET）的选型： 升压型电路对MOSFET的耐压要求更高。 实例分析： LED背光驱动： 广泛应用于液晶显示器，需要将低压电池供电升至数百伏电压点亮多串LED。 LED路灯驱动（部分类型）： 当市电电压较低时，可能需要升压。 车载LED灯驱动： 车辆电瓶电压波动较大，需要强大的升压能力。 实例中将重点讲解： 如何实现高电压输出下的电流稳定控制、如何应对输入的电压波动、如何设计高效的同步整流电路以提高效率、以及保护电路的设计。 第五章：升降压型LED驱动电路设计实例——灵活应对的智者 升降压型（Buck-Boost）驱动电路能够同时实现升压和降压功能，适用于输入电压范围变化较大的场合。本章将为您介绍其设计技巧。 Buck-Boost转换器核心原理剖析： 分析其升压和降压工作模式，以及其与Buck和Boost拓扑的异同。 关键参数设计： 输入输出电压范围： 这是选择Buck-Boost拓扑的关键。 输出电流： 开关频率： 电感值计算： 电容值与ESR选择： MOSFET与二极管（或同步整流MOSFET）的选型： 实例分析： 电动车/混合动力汽车LED照明驱动： 车辆电压范围变化较大。 太阳能LED路灯驱动： 太阳能板输出电压受光照强度影响波动剧烈。 宽范围交流输入LED驱动： 适应不同国家和地区的市电电压。 实例中将重点讲解： 如何根据输入电压范围选择合适的拓扑（例如，集成式Buck-Boost IC）、如何处理输入电压穿越零点时的电流变化、以及在宽范围输入下的效率优化。 第六章：LED驱动电路的保护与可靠性设计——守护光明的安全 一个优秀的LED驱动电路，不仅要能稳定高效地工作，更要具备完善的保护机制，确保LED和电路本身的可靠性。 过流保护 (OCP)： 防止LED因电流过大而损坏。我们将介绍各种OCP的实现方式，如检测电流采样电阻、检测MOSFET漏极电流等。 过压保护 (OVP)： 防止输出电压过高对LED造成损害。 欠压保护 (UVP)： 防止输入电压过低导致驱动电路工作异常。 过温保护 (OTP)： 通过温度传感器监测电路和LED的温度，并在过温时降低输出或关断。 短路保护： 确保在输出端短路时，电路能够迅速采取保护措施。 开路保护： 在LED断开时，防止驱动电路产生过高电压。 EMI/EMC设计： 详细讲解如何通过合理的PCB布局、滤波电路设计、屏蔽等手段，降低LED驱动电路的电磁干扰，满足相关标准。 元器件的可靠性选型： 强调选择耐压、耐温、寿命长的元器件，并进行必要的降额设计。 第七章：LED驱动电路的特殊功能与高级设计——拓展无限可能 除了基本的恒流驱动，LED照明还衍生出许多特殊的功能和高级的设计需求。 PWM调光技术详解： 深入探讨不同频率、占空比的PWM信号对LED亮度的影响，以及如何实现模拟调光和数字调光。 TRIAC调光兼容性设计： 讲解如何设计能够兼容传统TRIAC调光器的LED驱动电路，满足现有照明系统的升级需求。 Zigbee/Bluetooth等无线调光方案： 介绍智能家居中常用的无线通信技术与LED驱动电路的结合。 LED集群控制与驱动： 针对大型照明系统，如商业照明、舞台照明，如何实现多颗LED的统一控制和驱动。 无电解电容LED驱动： 讲解如何设计寿命更长、可靠性更高的无电解电容LED驱动电路。 功率因数校正 (PFC)： 尤其在市电驱动应用中，PFC是提升电网利用率、减少谐波污染的重要环节。我们将介绍主动式和被动式PFC的设计。 第八章：PCB布局与制作注意事项——细节决定成败 再精妙的设计，也离不开合理的PCB布局。本章将分享LED驱动电路PCB设计的关键原则。 高压/大电流走线： 保证线宽、线距，减少寄生电感。 反馈回路的设计： 保证信号的稳定性和精确性。 散热设计： 合理利用PCB铜箔散热，或配合散热器设计。 元器件的摆放： 避免相互干扰，优化信号通路。 EMI/EMC的PCB设计考量： 地线处理、滤波元件布局等。 焊接与测试： 制作过程中需要注意的细节。 结语： LED照明驱动电路的设计是一个集理论、实践与创新于一体的领域。本书力求通过深入浅出的讲解和丰富实用的案例，帮助您掌握LED驱动电路设计的核心技术，激发您的设计灵感，让您能够自信地驾驭各种LED照明应用的设计挑战。从基础原理到高级功能，从理论推导到实践落地，本书将伴随您一起，点亮未来的每一个光彩瞬间。

评分☆☆☆☆☆

这本书拿到手的时候，就被它厚重的质感和详实的目录吸引了。虽然我目前主要关注的是智能家居的电源管理模块，但对于各种LED驱动方案的底层逻辑和实际应用场景，一直抱有浓厚的兴趣。这本书的编排方式非常注重实践性，从基础的开关电源拓扑到针对特定光源的恒流设计，脉络清晰得让人很有安全感。我特别欣赏它在介绍不同芯片选型时的考量角度，不仅仅是参数的堆砌，更是结合了成本、可靠性和散热等实际工程问题。特别是其中关于功率因数校正（PFC）部分的深入探讨，让我对如何设计出符合最新能效标准的驱动器有了更直观的理解。它没有止步于理论公式的推导，而是大量穿插了实际电路板的Layout建议和测试数据分析，这对于我们这些需要快速将设计转化为产品的工程师来说，简直是宝典般的存在。读完前几章，我已经能自信地评估现有项目中那些效率低下的驱动电路存在哪些根本性的缺陷，并且心中已经有了优化方案的雏形。这本书无疑为我的专业技能升级提供了强有力的支撑。

评分☆☆☆☆☆

老实说，市面上关于电源设计的书籍汗牛充栋，很多都陷于陈旧的理论或者过于偏向某一特定品牌的芯片手册解读。然而，这本关于LED照明驱动的书籍，却展现出一种难能可贵的广度和深度。它不仅仅是教你如何“做”一个驱动器，更重要的是阐述了“为什么”要那样设计。例如，在处理高压、小电流应用的隔离问题时，作者对反激式和准谐振拓扑的优劣势对比分析，细致到磁性元件的匝数计算和漏感处理，这在其他教材中是很难找到如此详尽的篇幅。我尝试着对照书中的一个章节，复现了其中一个关于EMC抑制的案例，结果发现，书中推荐的共模扼流圈的布置方式，确实比我之前习惯的做法在抑制高频噪声方面效果显著。这种手把手的指导，加上对设计鲁棒性的强调，让这本书的实用价值远超一般参考资料的范畴。它真正做到了将晦涩的电磁兼容理论与日常的电路设计紧密结合起来，让人读起来津津有味，仿佛有位经验丰富的导师在身边耳提面命。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的评价，必须从它在“复杂环境适应性”方面的论述来展开。如今的LED应用场景越来越多样化，从户外高可靠性要求的路灯，到对光品质要求极高的医疗照明，对驱动电路的稳定性和寿命提出了前所未有的挑战。这本书并没有回避这些难题，反而用相当大的篇幅去讨论了诸如瞬态过电压保护、低温启动特性以及长期可靠性下的电解电容选型等“软科学”。特别是关于热管理的设计哲学，作者强调了“被动散热优先于主动散热”的原则，并给出了几种创新的散热路径设计方案，比如如何利用金属基板作为散热的一部分，而不是仅仅把它当作PCB。这对我目前正在负责的工业级照明项目非常有启发性。以往我们总是在规格书的极限边缘试探，而这本书提供的是一套建立在深厚工程经验基础上的、更保守也更长久的解决方案，它教会我们如何设计出能“活得更久”的产品，而不是仅仅“能点亮”的产品。这种对工程质量的执着，是这本书最宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期与半导体供应商打交道的研发人员，我非常关注书籍对最新技术趋势的捕捉能力。这本书在讲解传统方案的同时，非常自然地融入了对新一代集成化解决方案的介绍，比如氮化镓（GaN）在高频驱动中的应用潜力分析。它并没有盲目推崇新技术，而是客观地分析了GaN器件在高功率密度下的驱动挑战和栅极驱动回路的设计要点，这种平衡的视角极其难得。更让我眼前一亮的是，书中对固件和硬件协同设计的讨论。在很多复杂的调光和色彩管理方案中，单靠硬件已经无法满足要求，这本书深入到PWM调光频率的选择对人眼影响的层面，并提供了相应的数字控制算法的硬件接口建议。这表明作者的视野已经超越了单纯的电子工程范畴，进入到了系统集成和用户体验的层面，使得这本书的内容具有极强的时代前瞻性，绝对不是那种出版后就很快过时的技术手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，可以用“层层递进，豁然开朗”来形容。它的结构非常巧妙，初学者可以从前面的基础部分建立扎实的电力电子学基础，而经验丰富的工程师则可以直接跳到后面关于高级保护电路和系统集成的内容进行深入研究。我个人最受触动的是，作者在阐述每一个设计决策时，总是习惯性地追溯到电磁学或半导体物理学的基本原理，这种“溯源”的学习方式，极大地增强了读者的理解深度，避免了死记硬背公式。我记得其中有一段关于磁珠滤波在LED驱动中的应用讨论，作者非常细致地解释了电感量的选择和串联电阻对阻尼特性的影响，这让我立刻明白了过去某些滤波设计效果不佳的根本原因——没有考虑元件的寄生参数。总而言之，这本书就像一位循循善诱的老师，它传授的不仅仅是技术，更是一种严谨、系统、注重细节的工程师思维模式，对于任何想在LED驱动领域深耕的人来说，都是一本不可多得的良师益友。