LED照明驱动电源优化设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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沙占友 等 著

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店铺： 广影图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512312173

商品编码：29755147348

包装：平装

出版时间：2011-02-01

基本信息

书名:LED照明驱动电源优化设计

定价：55.00元

售价：37.4元,便宜17.6元,折扣68

作者:沙占友 等

出版社：中国电力出版社

出版日期：2011-02-01

ISBN：9787512312173

字数：

页码：438

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.558kg

编辑推荐

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内容提要

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《LED照明驱动电源优化设计》全面、深入、系统地阐述了LED照明用驱动电源（简称LED驱动电源）的优化设计。全书共十二章。章为LED照明及驱动电源概述。第二～五章分别介绍LED驱动电源芯片的选择、LED驱动电源的拓扑结构及其应用、功率因数校正电路的设计及单片LED驱动电源的原理与应用。第六～十一章重点阐述AC/DC式LED驱动电源外围电路设计、智能化LED驱动电源的原理与应用、LED照明灯调光电路的设计、大功率LED驱动电源设计要点、应用技巧及散热器设计。第十二章专门介绍利用在线工具软件实现LED驱动电源优化设计，并给出了应用实例。《LED照明驱动电源优化设计》对广大读者自行研发新型LED驱动电源具有重要参考价值。本书为“LED照明与显示技术丛书”分册，该丛书还包括《大屏幕LED显示屏设计与工程实例》和《LED数显仪表设计与应用实例》。

目录

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作者介绍

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沙占友，1968年毕业于南开大学，河北科技大学二级教授(享受国务院特殊津贴)，校级教学名师，河北省教师。已出版《开关电源优化设计》、《新型单片开关电源设计与应用》、《单芯片交换式电源设计舆应用技术》(中国台湾·全华科技图书股份有限公司)、《数字化测量技术》、《单片机外围电路设计》(2003年获全国畅销书奖)、《中外集成传感器实用手册》(“十五”国家重点图书出版规划项目)等40余部著作，发表学术论文315篇。曾先后获得河北省普通高校教学成果一等奖、河北省科技进步奖、河北省十大发明奖和'97布鲁塞尔尤里卡银奖。

文摘

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序言

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LED照明驱动电源优化设计：创新理念与实践指南 前言 LED照明作为新一代的绿色光源，正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。从璀璨的城市夜景，到温馨的居家氛围，再到高效的工业生产，LED技术以其节能、环保、长寿命、高显色性等独特优势，颠覆了传统照明方式。然而，LED照明的广泛应用离不开稳定、高效、可靠的驱动电源。驱动电源作为LED照明系统的“心脏”，其性能直接决定了LED灯具的寿命、光效、色温一致性以及整体的能耗。因此，对LED驱动电源进行深入研究和优化设计，已成为 LED照明技术发展中的关键环节，也是推动整个行业向前迈进的重要驱动力。 本书旨在为读者提供一个关于LED照明驱动电源优化设计的全面视角，深入剖析驱动电源在不同应用场景下的核心挑战与前沿解决方案。我们将跳出单纯的技术参数堆砌，着重于理解驱动电源与LED芯片、光学系统、热管理以及电网兼容性之间的深度耦合关系，从而指导读者进行更具前瞻性和实用性的设计。我们期望通过对一系列创新设计理念和具体工程实践的阐述，帮助读者构建对LED驱动电源优化设计的深刻认知，并掌握切实可行的设计方法与工具。 第一章：LED照明驱动电源技术概览与挑战 本章将系统性地介绍LED照明驱动电源的基本构成、工作原理以及不同拓扑结构（如降压型、升压型、升降压型、隔离型等）的优缺点。我们将深入分析驱动电源在实际应用中面临的几大核心挑战，包括： 效率提升与能效标准： 随着全球对能源消耗的日益关注，驱动电源的效率成为衡量其性能的关键指标。本章将探讨如何通过优化电路设计、选择高效率的功率器件和电感元件，以及采用先进的控制策略来最大化驱动效率，满足日益严格的能效法规要求（如能源之星、CEC、ErP指令等）。 可靠性与寿命保障： LED灯具通常被设计为长寿命产品，而驱动电源的可靠性直接制约着整体寿命。我们将分析导致驱动电源失效的常见原因，如过热、过压、浪涌冲击、元件老化等，并介绍相应的防护措施和设计策略，如充分的散热设计、过温保护、过流保护、浪涌抑制等。 电磁兼容性（EMC）设计： 驱动电源作为开关电源，容易产生电磁干扰（EMI），影响其他电子设备的正常工作，同时自身也可能受到外部电磁干扰。本章将详细阐述EMI产生的机理，并介绍有效的EMI抑制技术，包括滤波设计、PCB布局优化、屏蔽措施等，以及如何通过EMC测试与认证。 功率因数（PF）校正： 在许多国家和地区，功率因数是衡量电力系统效率的重要指标。低功率因数会导致电网损耗增加，并可能触发罚款。本章将深入探讨不同功率因数校正（PFC）技术的原理和实现方法，包括无源PFC和有源PFC，分析它们的性能差异及在不同应用场景下的适用性。 调光性能与兼容性： 随着智能照明和氛围照明需求的增长，LED驱动电源的调光功能变得越来越重要。我们将详细介绍各种调光技术（如PWM调光、模拟调光、可控硅调光等）的工作原理，分析不同调光方式对LED光品质和驱动电源性能的影响，并探讨如何实现宽范围、平滑、无闪烁的调光效果，以及与主流调光控制器（如TRIAC、0-10V、DALI）的兼容性问题。 成本控制与集成化： 在商业化应用中，成本是驱动电源设计不可忽视的因素。本章将分析驱动电源的成本构成，并介绍如何在保证性能和可靠性的前提下，通过元件选择、简化设计、高度集成化等方式有效降低成本。 第二章：驱动电源拓扑结构与关键元件选型 本章将深入探讨各种主流的LED驱动电源拓扑结构，并分析其在不同功率等级、隔离要求和应用场景下的优劣势。我们将重点关注： 非隔离型拓扑： 如降压型（Buck）、升压型（Boost）、升降压型（Buck-Boost）、Cuk、SEPIC等。详细分析它们的电路原理、工作模式、效率特点、EMI特性以及适用范围，并结合实际案例展示其设计考量。 隔离型拓扑： 如反激（Flyback）、正激（Forward）、半桥（Half-Bridge）、全桥（Full-Bridge）等。深入剖析隔离变压器的设计原则、绕组结构、漏感与寄生电容的影响，以及如何通过隔离设计保证人身安全和满足不同国家/地区的安规要求。 关键元件的优化选择： 功率开关器件： MOSFET、IGBT、GaN、SiC等。分析不同器件的特性（如导通压降、开关损耗、耐压能力、热阻等），以及如何根据应用需求进行最优选择。 二极管： 整流二极管、肖特基二极管、快恢复二极管等。探讨其反向恢复特性、损耗以及在不同电路中的应用。 电感与变压器： 磁芯材料的选择、绕组设计、漏感控制、饱和电流等。重点介绍如何通过优化磁性元件的设计来提高效率、降低损耗并改善EMI性能。 电容： 输入滤波电容、输出滤波电容、储能电容等。分析不同类型电容（如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容）的特性、寿命和ESR（等效串联电阻）对电源性能的影响。 控制芯片（IC）： PWM控制器、LLC谐振控制器、PFC控制器等。介绍主流控制芯片的特点、工作模式以及如何通过选择合适的控制IC来实现高效、稳定的驱动。 第三章：先进的控制策略与效率优化 本章将聚焦于提升LED驱动电源效率的先进控制策略，涵盖从基本到前沿的技术。 PWM控制与PFM控制： 深入理解Pulse Width Modulation（PWM）和Pulse Frequency Modulation（PFM）控制方式的原理、优缺点及其在不同负载条件下的适应性。 谐振式拓扑（LLC、ZVS/ZCS）： 详细介绍LLC谐振变换器的工作原理，以及零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）技术在降低开关损耗、提高效率方面的作用。我们将探讨如何设计谐振腔参数以实现宽范围恒定导通角（CCOA）和恒定频率（CF）工作。 自适应控制算法： 探讨如何设计能够根据LED负载变化、输入电压波动以及环境温度等因素自动调整工作参数的自适应控制算法，以在各种条件下维持最优效率。 无损耗缓冲电路与软启动： 分析软启动电路的设计，用于限制开机瞬间的冲击电流，保护LED和驱动电路。同时介绍各种无损耗缓冲技术，用于吸收开关过程中产生的电压尖峰，减少损耗。 新型半导体器件的应用： 深入探讨宽禁带半导体器件（如GaN、SiC）在LED驱动电源中的应用前景，分析它们在高频、高温工作下的优势，以及如何利用其特性实现更小体积、更高效率的驱动电源设计。 第四章：热管理与可靠性设计 驱动电源的工作效率与散热性能密切相关。本章将详细阐述LED驱动电源的热管理策略和提高可靠性的设计方法。 热量产生与传递分析： 分析驱动电源各元件（功率器件、磁性元件、电容等）产生的热量来源，以及热量在PCB、外壳、散热器等部件上的传递路径。 散热设计原则与方法： 自然对流散热： 外壳设计、散热片选择与布局、空气流通道的优化。 强制风冷散热： 风扇选择、风道设计、声噪控制。 热沉与热管技术： 在高功率密度应用中的散热解决方案。 PCB布局优化： 合理放置发热元件，利用PCB铜箔散热。 元器件的散热考量： 选择具有良好热阻特性的元器件，并进行必要的散热评估。 可靠性设计与失效分析： 元器件寿命预测： 特别是电解电容、固态电容的寿命评估。 过温保护（OTP）设计： 引入热敏电阻、温控开关等，实现精确的温度监控与保护。 浪涌与瞬态防护： 瞬态电压抑制器（TVS）、压敏电阻（MOV）、保险丝等在输入端的应用。 抗老化设计： 避免长期工作在极限状态，留有足够的余量。 环境适应性设计： 考虑湿度、盐雾、振动等环境因素对驱动电源可靠性的影响。 第五章：LED驱动电源的智能化与网络化 随着物联网（IoT）和智能家居概念的兴起，LED驱动电源正朝着智能化和网络化的方向发展。 智能调光与色彩控制： 结合微控制器（MCU），实现更精细的亮度、色温、RGB色彩调节，以及场景模式的预设与切换。 数据采集与通信接口： 引入传感器，实时监测驱动电源的工作状态（如电压、电流、温度、功率消耗），并通过各种通信协议（如Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi, DALI, KNX）将数据传输至上位系统。 远程监控与诊断： 实现对LED照明系统的远程监控、故障诊断与预测性维护，提高管理效率。 功率因数与电网监测： 集成更智能的PFC控制，并实时监测电网质量，提高能源利用率。 与其他智能设备的联动： 实现LED照明与其他智能家居设备（如传感器、语音助手、安防系统）的联动，构建完整的智能照明生态系统。 软件与固件开发： 介绍驱动电源控制软件和固件的设计思路，包括算法实现、参数配置、OTA（Over-The-Air）升级等。 第六章：实际应用与案例分析 本章将结合不同应用场景，通过具体的案例分析，展示LED驱动电源优化设计的实际应用。 室内照明驱动电源设计： 包括筒灯、射灯、面板灯、灯带等，重点关注高显色性、无频闪、宽电压范围和智能化控制。 室外照明驱动电源设计： 包括路灯、庭院灯、隧道灯等，重点考虑防水防尘（IP等级）、高可靠性、宽温度范围、雷击防护和智能控制（如光控、时控）。 特殊应用照明驱动电源： 如植物生长灯、医疗照明、舞台灯光、汽车照明等，分析其特定的技术需求和设计考量。 高功率LED驱动电源设计： 针对大功率LED模组，探讨高效率、良好的散热和高功率因数的设计挑战。 反向设计的分析与借鉴： 通过对市售优秀LED驱动电源产品的拆解分析，学习其设计思路、元件选择和制造工艺。 附录 LED驱动电源相关标准与法规 常用元器件数据手册解读 PCB布局设计指南 结语 LED照明驱动电源的设计是一个集电学、热学、材料学、控制理论和工程实践于一体的复杂而充满挑战的领域。本书力求从理论到实践，从基础到前沿，全面地阐述LED驱动电源优化设计的核心理念和关键技术。我们相信，通过对本书内容的深入学习和理解，读者不仅能够掌握设计高效、可靠、智能的LED驱动电源所需的核心知识和技能，更能激发创新思维，在不断发展的LED照明领域中，创造出更多具有市场竞争力的高品质产品，为推动绿色照明事业的发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是本天书，完全看不懂！我本来以为能学到一些实用的LED驱动电源设计技巧，结果打开后，里面充斥着各种晦涩难懂的公式和晦涩的理论推导。作者似乎很沉迷于数学的精确性，对于工程实践中的实际应用和常见问题却着墨不多。比如，关于散热设计的部分，讲得非常理论化，对于如何选择合适的散热材料、如何评估热阻等实际操作层面的内容几乎没有提及。我尝试着跟着书中的步骤去搭建一个简单的驱动电路，但很快就遇到了瓶颈，因为书里假设了读者已经具备了非常扎实的电力电子学基础，很多细节的处理直接跳过去了。对于一个初学者或者希望快速掌握应用技术的工程师来说，这本书的门槛太高了，读起来非常吃力，感觉就像在啃一本高级的学术专著，而不是一本实用的设计指南。希望作者能在再版时增加更多结合实际案例的分析和指导，让读者能够更好地将理论与实践结合起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格非常古板和说教式，读起来枯燥乏味，几乎没有激发任何阅读兴趣。作者的语气总是高高在上，像是在对一群没有基础的学生进行灌输，而不是与有一定经验的工程师进行知识的探讨和分享。很多章节之间的逻辑跳转显得非常生硬，前后的衔接不够自然流畅，导致我需要频繁地来回翻阅上下文才能理解作者的思路。尤其是在介绍一些较新的设计理念时，作者并没有采用循序渐进的方式引导读者理解其背后的驱动力或技术变革的背景，而是直接抛出了结论和公式，让人感觉信息接收的效率很低。如果能将复杂的理论融入到生动的工程故事或实际的故障排除案例中，这本书的价值一定会大大提升，但目前的文字处理方式，实在让人难以坚持读完。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书时，我最大的感受是它在“驱动电源”的“LED”属性上着墨不够深。它更多地像是一本关于通用开关电源设计的教科书，将LED的特性仅仅视为一个特定的负载来看待。对于LED驱动电源特有的问题，比如光衰补偿、色温漂移控制、瞬态响应对人眼舒适度的影响，这些与光电特性紧密相关的内容几乎没有涉及到。优化设计理应包括对光效最大化的考量，但这本书似乎只关注了电能转换效率。我本以为能学到如何设计一个能精确匹配特定LED阵列的驱动方案，以达到最佳的亮度和色度一致性，但这本书提供的解决方案似乎太过“通用化”了，缺乏针对LED应用场景的深度定制化思考。总而言之，作为一本专门针对LED照明的书，它的专业性和针对性远低于我的预期。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量实在不敢恭维。很多电路原理图画得非常潦草，关键元件的参数标注模糊不清，甚至有些地方的标注和文字描述存在明显的矛盾，这让我在对照学习时感到非常困惑。更要命的是，书中引用的参考文献似乎有些陈旧，有些技术点已经不是当前行业的主流做法了。比如，书中花了大量篇幅介绍了一种已经被市场淘汰的控制方法，而对于目前广泛使用的数字控制或高精度恒流控制技术却一笔带过。对于一本关注“设计”的书来说，清晰直观的图示是至关重要的，但这本书在这方面做得实在太差了，很多复杂的波形图和仿真结果图，如果不仔细揣摩，根本看不出作者想要表达的核心思想。这极大地影响了阅读的流畅性和信息的获取效率。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这本书的期望值非常高，毕竟“优化设计”这个词听起来就充满了吸引力。然而，阅读过程中的体验却有些令人失望。书中对“优化”的理解似乎过于局限，更多地停留在电路参数的微调和效率的理论提升上，而忽略了在实际产品开发中至关重要的成本控制、EMC兼容性以及可靠性测试等关键环节。例如，在介绍几种不同的拓扑结构时，作者只是简单罗列了各自的优缺点，但没有深入探讨在不同输入电压范围、不同输出功率等级下，哪种拓扑在综合成本和性能上更具优势。我更希望能看到一些关于如何平衡性能指标和制造成本的案例分析，或者一些关于如何简化电路以降低BOM成本的策略。这本书更像是一份纯粹的学术研究报告，缺乏面向市场的工程思维。