LED驱动电路设计要点与电路实例 周志敏, 纪爱华 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

周志敏，纪爱华 著

图书标签:

• LED驱动
• LED照明
• 电源设计
• 电路设计
• 周志敏
• 纪爱华
• 电子工程
• 实用电路
• 照明工程
• 驱动电路

店铺： 典则俊雅图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122138071

商品编码：29847233149

包装：平装

出版时间：2012-07-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	LED驱动电路设计要点与电路实例
作者	周志敏, 纪爱华
定价	48.00元
ISBN号	9787122138071
出版社	化学工业出版社
出版日期	2012-07-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：16开	重量：0.400
版次：1	字数：	页码：

插图

目录

内容提要

本书结合外LED驱动技术的应用和发展，全面系统地阐述了LED的*应用技术，包括LED芯片选用要点与应用实例、LED电路设计要点与实例、DC／DCLED驱动器设计要点与实例、LED驱动器前端电路设计要点与电路实例、LED驱动器PCB及保护电路设计要点等内容。本书题材新颖实用，内容丰富，深入浅出，文字通俗，具有很高的实用价值。 　　本书可供电信、信息、航天、汽车、防及电等领域从事LED驱动电路开发、设计和应用的工程技术人员阅读参考，也可作为LED驱动电路设计培训的基础教材。

编辑推荐

LED驱动电路的研发、设计是LED应用技术创新的关键技术，直接关系到LED产品的性能和使用寿命。为此本书结合LED驱动电路的**应用技术，把LED驱动电路设计要点与电路实例**地结合起来，系统地介绍了从事LED驱动电路研发、设计所的基础知识，及在驱动电路设计过程中应掌握的设计要点，读者可将书中的LED驱动电路设计实例直接或部分修改后，应用于工程设计中。本书在写作中尽量做到有针对性和实用性，力求做到通俗易懂和结合实际工程应用，以便于读者掌握LED驱动电路的设计要点，以使从事LED驱动电路开发、设计、应用的技术人员从中获益。

作者介绍

序言

照明的未来，由“光”而生：创新LED驱动电路解析 在现代照明领域，LED（发光二极管）以其卓越的能效、长寿命、丰富色彩以及灵活的设计潜力，正以前所未有的速度取代传统照明技术，成为引领未来照明潮流的核心光源。从家庭的温馨灯光，到城市的璀璨霓虹，再到工业生产的精准照明，LED的身影无处不在。而支撑起这一颗颗“光珠”璀璨绽放的关键，便是其背后精妙绝伦的LED驱动电路。 本书旨在深入剖析LED驱动电路设计的核心要点，并提供一系列实用的电路实例，为电子工程师、照明设计师以及对LED技术充满热情的学习者提供一本既有深度又有广度的参考指南。我们将从最基础的LED发光原理入手，逐步深入到各种复杂驱动拓扑的原理、设计考量以及实际应用，力求让读者在掌握理论知识的同时，也能领略到将理论转化为实际产品的设计智慧。 一、LED的本质与驱动需求 首先，理解LED的物理特性是设计驱动电路的基石。LED是一种半导体器件，其发光亮度与通过的电流密切相关。与传统电阻式负载不同，LED的伏安特性曲线呈指数级增长，即微小的电压变化可能导致电流的剧烈波动，进而影响发光亮度甚至损坏器件。因此，精确控制流过LED的电流是其稳定、高效工作的关键。 LED驱动电路的核心任务，就是为LED提供一个稳定、可控的电流源。一个理想的LED驱动器应该具备以下特性： 恒流输出： 这是LED驱动最基本也是最重要的要求。无论输入电压如何变化，或者LED本身的正向电压（Vf）因温度等因素而改变，驱动电路都能输出恒定的电流。 高效率： 驱动电路的功耗应尽可能低，以最大限度地将输入电能转化为LED的光能，减少能源浪费，降低散热负担。 良好的调光性能： 许多应用场景需要对LED亮度进行调节，驱动电路应能提供平滑、宽范围的调光功能，并保证调光过程中颜色的稳定性。 优良的EMC/EMI性能： LED驱动电路在工作时会产生电磁干扰，需要进行设计和滤波，以满足相关的电磁兼容性标准。 安全性与可靠性： 驱动电路应具备过压、过流、短路、开路等多重保护功能，确保LED和整个照明系统的安全可靠运行。 成本效益： 在满足性能要求的前提下，驱动电路的设计应考虑成本，使其在市场竞争中具有优势。 二、驱动拓扑的演进与核心原理 为了满足LED驱动的不同需求，工程师们开发了多种多样的驱动拓扑。我们将系统性地介绍这些主流的拓扑结构，并深入剖析其工作原理： 1. 线性恒流源： 原理： 利用电阻、晶体管（如BJT或MOSFET）等元件，通过负反馈机制，将流过LED的电流稳定在预设值。 优点： 结构简单，成本低廉，噪声小，调光平滑。 缺点： 效率较低，尤其是在输入电压远高于LED Vf时，会产生较大的功耗（表现为温升）。 应用： 适用于低功率、对效率要求不极高的场合，如指示灯、部分小功率照明。 2. 开关恒流源（Buck、Boost、Buck-Boost）： Buck（降压）拓扑： 原理： 利用电感、电容、二极管和开关器件（MOSFET），通过周期性地接通和断开，将输入电压“斩波”成一个较低的、稳定的输出电压，从而实现恒流输出。 优点： 效率高，适用于输入电压高于LED Vf的应用。 缺点： 输出电压低于输入电压，不能用于输入电压低于LED Vf的场合。 应用： 最为常见的LED驱动拓扑之一，广泛应用于中低压LED照明。 Boost（升压）拓扑： 原理： 利用电感、电容、二极管和开关器件，通过能量的储存和释放，将输入电压提升到一个更高的输出电压，实现恒流输出。 优点： 效率高，输出电压高于输入电压，适用于输入电压低于LED Vf的应用。 缺点： 输入端电流连续性较差，可能产生较高的EMI。 应用： 适用于低压直流输入（如电池供电）驱动高压LED串。 Buck-Boost（升降压）拓扑： 原理： 结合了Buck和Boost的特点，输出电压可以高于或低于输入电压，具有更大的输入电压适应范围。 优点： 适应性强，可以在较宽的输入电压范围内工作。 缺点： 拓扑结构相对复杂，元件数量较多。 应用： 适用于输入电压波动范围大的场合。 3. 其他拓扑与特殊设计： SEPIC（单端初级电感转换器）拓扑： 具有升降压能力，且输入端和输出端电流均为连续，EMI性能优于Buck-Boost。 Cuk拓扑： 同样具有升降压能力，输入输出电流连续，但能量传递通过电容，通常效率稍低。 反激（Flyback）拓扑： 隔离型开关电源，常用于低功率LED驱动，提供隔离，安全性更高。 LLC谐振拓扑： 采用谐振技术，在开关器件过零点导通，可实现极高的效率，常用于大功率LED驱动。 三、关键设计要素与挑战 在一个完整的LED驱动电路设计中，需要深入考量多个关键要素： 元器件选型： 开关器件（MOSFET/BJT）： 需要关注耐压、导通电阻、开关速度、栅极电荷等参数。 电感： 饱和电流、直流电阻（DCR）、电感值、尺寸等。 电容： 容量、耐压、ESR（等效串联电阻）、寿命等。 二极管： 反向耐压、正向导通压降、恢复时间（对于开关二极管）。 控制芯片（PWM控制器/LED驱动IC）： 集成度、功能、精度、驱动能力、保护特性等。 热管理： LED和驱动电路都会产生热量，必须进行有效的散热设计，以保证器件的长期可靠性和性能稳定性。这包括PCB布局、散热片设计、热敏电阻等。 EMI/EMC设计： 采用滤波电路（输入端和输出端）、合理布局、屏蔽等技术，减少电路产生的电磁干扰，并提高电路对外部电磁干扰的抗扰度。 调光技术： PWM调光（脉冲宽度调制）： 通过快速开关LED，改变其亮灭周期比例来调节亮度，调光范围宽，但可能在低占空比时产生闪烁感。 模拟调光（DC电压调光）： 通过改变驱动电流大小来调节亮度，调光平滑，但颜色一致性可能受影响。 混合调光： 结合PWM和模拟调光，取长补短。 保护功能设计： 确保在各种异常情况下，驱动电路和LED都能得到有效保护，如过温保护、过压保护、过流保护、短路保护、开路保护等。 功率因数校正（PFC）： 对于市电供电的LED驱动，为了满足电网要求，通常需要设计PFC电路，提高输入电流的波形质量。 四、丰富的电路实例解析 理论的掌握需要通过实践来巩固。本书精心挑选了一系列具有代表性的LED驱动电路实例，覆盖了从低功率到高功率，从简单到复杂，从通用到特定应用的各种场景。每一个实例都将： 明确应用场景： 如筒灯、射灯、LED灯带、汽车前照灯、显示屏背光等。 详细电路图解析： 逐个元器件的功能、作用以及它们如何协同工作。 核心参数计算： 如电感值、电容值、开关频率、占空比、补偿网络参数等的计算方法。 设计考量与优化： 在实际设计中可能遇到的问题，以及如何通过优化元器件选择、PCB布局等来提升性能和可靠性。 PCB布局建议： 强调关键信号线、功率路径、散热区域的合理布局。 性能测试与验证： 如何对设计完成的电路进行效率、调光、EMI等方面的测试。 五、面向未来的LED驱动发展趋势 随着LED技术的不断进步和智能化照明需求的日益增长，LED驱动电路的设计也在不断演进。我们将对以下发展趋势进行展望： 更高效率与更低功耗： 采用更先进的拓扑结构、更优化的控制算法，以及GaN（氮化镓）等新型半导体材料。 智能化与互联化： 集成MCU，支持DALI、Zigbee、Wi-Fi等通信协议，实现远程控制、场景联动、故障诊断等功能。 集成化与小型化： 进一步集成驱动、控制、甚至传感器功能， miniaturizeing the overall solution. 更精细化的调光与色彩控制： 实现更宽范围、更平滑的调光，以及更高精度的色彩管理，满足人因照明等特殊需求。 安全与可靠性的持续提升： 更加完善的保护机制，以及对长寿命、高可靠性要求的侧重。 通过本书的学习，读者将能够： 深刻理解LED驱动电路的工作原理。 掌握不同驱动拓扑的优缺点及适用场景。 熟练运用设计工具和计算方法。 能够独立完成LED驱动电路的设计与优化。 洞察LED驱动技术的发展趋势，为未来的设计和创新打下坚实基础。 LED驱动电路的设计不仅仅是电子线路的堆砌，更是一门融合了电学、热学、光学、控制理论和实际应用经验的综合性学科。本书希望能够成为您通往LED驱动设计殿堂的得力助手，一同探索“光”的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真的看了很久，不是说它有多难，而是内容太扎实了，一开始我以为就是一本讲LED驱动电路设计的普通书籍，买回来随便翻翻，没想到里面藏着这么多细节。周志敏和纪爱华老师在讲解的时候，绝对不是那种点到为止的浮光掠影，而是深入骨髓的剖析。比如，在讲到开关电源拓扑的选择时，他们不仅仅列举了Buck、Boost、Buck-Boost等几种常见的电路，更重要的是，会详细分析每种拓扑在不同应用场景下的优劣势，考虑到效率、EMI、成本、可靠性等等方方面面。我记得有一段特别精彩，是关于隔离型和非隔离型驱动电路的对比，他们用图表和公式清晰地展示了隔离的必要性以及如何在保证安全的前提下优化成本，这对于我之前一直模糊不清的概念有了一个颠覆性的认识。而且，书中还详细讲解了各种保护电路的设计，比如过压保护、过流保护、短路保护，这些看似基础却又至关重要的部分，作者们却讲得极为细致，给出了具体的元器件选型思路和计算方法，这让我觉得非常实用，尤其是在实际项目中，这些保护措施是保证产品稳定运行的生命线。我之前也看过一些其他的书籍，但往往是理论讲得很泛，实际应用就一带而过，这本书却能将理论与实践完美结合，这一点尤其让我欣赏。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的启发在于对LED驱动性能的深入理解。周志敏和纪爱华老师在书中非常细致地讲解了如何优化LED驱动电路的效率和功率因数。我之前一直认为只要能把LED点亮就行，但这本书让我认识到，效率和功率因数对于LED照明系统的能耗和稳定性有着至关重要的影响。他们用大量的图表和公式，详细分析了各种非理想因素对LED性能的影响，比如LED本身的PN结压降变化、串联电阻、结温等等，以及这些因素如何影响驱动电路的设计。更重要的是，他们给出了具体的优化策略，例如通过合理选择PWM的频率和占空比来提高效率，通过采用功率因数校正（PFC）电路来降低谐波，等等。我记得有一段内容是关于恒流精度的问题，他们解释了为什么恒流精度如此重要，以及如何通过选择合适的反馈环路和元器件来实现高精度的恒流输出。这一点对于很多对光效要求高的应用场景来说，是绝对不能忽视的。读完这部分，我感觉自己对LED驱动电路的设计不再是停留在“会搭”的层面，而是上升到了“会精调”的境界，这对我后续的工作非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书在处理LED驱动的过热问题上，给我留下了深刻的印象。周志敏和纪爱华老师在书中花了相当大的篇幅来讲解散热设计的重要性以及具体的实现方法。他们不仅仅是简单地提到“要注意散热”，而是深入地分析了LED驱动电路中哪些部分容易发热，发热的原因是什么，以及发热对电路性能和寿命的影响。然后，他们给出了非常具体的散热解决方案，包括如何选择合适的散热器、如何进行热传导设计、如何优化PCB布局来促进散热等等。我记得有一段内容是关于恒流源的发热问题，他们详细分析了不同类型的恒流源在不同工作条件下的发热情况，并给出了相应的散热设计建议。这让我意识到，散热设计并非是可有可无的，而是LED驱动电路设计中至关重要的一环。这本书让我明白，一个好的LED驱动电路，不仅仅要能稳定地工作，还要能长期稳定地工作，而良好的散热设计是实现这一目标的关键。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我觉得“超值”的地方，是它对LED驱动电路故障分析和排除的深入探讨。周志敏和纪爱华老师在书中列举了很多LED驱动电路中常见的故障现象，并详细分析了这些故障产生的原因，以及相应的排除方法。这对于我这种实际工作中经常遇到各种疑难杂症的工程师来说，简直是如获至宝。他们不仅仅是简单地给出“可能是XX坏了”的结论，而是深入地分析了电路的工作原理，以及各种元器件的失效模式，从而帮助我理解故障产生的根本原因。我记得书中有一个章节专门讲解了LED驱动电路中的“死区时间”问题，并分析了死区时间过长或过短可能导致的各种故障现象，这让我豁然开朗，解决了困扰我很久的一个问题。这本书让我明白，故障分析和排除不仅仅是“修补”的过程，更是一个“理解”和“学习”的过程。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解LED驱动电路的可靠性设计方面，让我受益匪浅。周志敏和纪爱华老师并没有仅仅关注电路的性能，而是将可靠性放在了非常重要的位置。他们详细讲解了在LED驱动电路设计中，可能影响可靠性的各种因素，比如元器件的选型、PCB的布局、焊接工艺、以及电路的运行环境等等。然后，他们提出了很多行之有效的提高电路可靠性的方法，比如如何选择耐高压、耐高温的元器件，如何进行合理的PCB布局来避免应力集中，如何进行充分的测试和验证等等。我尤其欣赏书中关于元器件选型的详细指导，他们不仅仅列出了常见的元器件，还给出了如何根据具体的工作条件来选择合适的元器件，比如电容的耐压等级、电阻的功率等级、MOSFET的耐压和电流等级等等。这让我明白，可靠性设计并非是凭空而谈，而是需要贯穿于整个设计过程中。

评分☆☆☆☆☆

让我感到惊喜的是，周志敏和纪爱华老师在书中对LED驱动芯片的选择和应用进行了非常详尽的阐述。他们没有回避市面上各种品牌的芯片，而是列举了不同类型、不同功能的LED驱动芯片，并对它们的特点、优势和劣势进行了详细的分析。更重要的是，他们并没有停留在“介绍芯片”的层面，而是深入讲解了如何根据具体的应用需求来选择最合适的驱动芯片，以及在实际应用中如何正确地使用这些芯片，包括如何配置芯片的各种参数，如何与外围电路进行匹配等等。我之前在选择LED驱动芯片的时候，往往是凭感觉或者看datasheet的简单说明，但这本书让我明白，选择合适的芯片并不是一件简单的事情，需要综合考虑很多因素，比如驱动电流、驱动电压、效率、保护功能、封装形式、成本等等。而且，书中还给出了一些实际的芯片应用案例，让我能够更直观地理解如何将芯片的特性转化为实际的电路设计。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我发现周志敏和纪爱华老师在讲解EMI（电磁干扰）方面的内容时，真的是做到了“授人以渔”。很多电子工程师可能都对EMI束手无策，设计出来的电路不是在辐射超标，就是在容易受到外界干扰。这本书在这方面下了很大的功夫，不仅仅是简单地给出几个滤波电路的例子，而是深入地剖析了EMI产生的根源，以及如何在设计初期就采取措施来抑制EMI。他们详细讲解了传导干扰和辐射干扰的区别，以及如何通过优化PCB布局、选择合适的元器件、增加滤波电路等方法来解决EMI问题。我尤其欣赏书中关于PCB布局对EMI影响的分析，他们列举了多种错误的布局方式，并说明了这些错误可能带来的EMI问题，以及正确的布局方法。这对于我来说，简直是及时雨，我之前设计的很多电路在EMI方面都有问题，但又不知道根源在哪里，这本书给我提供了非常清晰的指导。而且，书中还给出了一些实例，展示了如何通过对EMI进行优化，来使电路满足相关的标准要求，这让我感觉非常有成就感。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书《LED驱动电路设计要点与电路实例》是一本非常难得的、集理论与实践于一体的优秀著作。周志敏和纪爱华老师凭借他们深厚的专业知识和丰富的实践经验，为读者提供了一个全面、深入、实用的LED驱动电路设计指南。这本书不仅仅适合初学者，对于有一定经验的工程师来说，也能从中获得很多启发和收获。书中对LED驱动电路的各个方面都进行了细致的讲解，从基本原理到复杂设计，从理论分析到实际应用，都做到了鞭辟入里。尤其是那些详细的电路实例和故障分析，更是让这本书的实用价值倍增。我个人认为，这本书是LED驱动电路设计领域不可多得的参考书籍，强烈推荐给所有对LED驱动电路设计感兴趣的朋友们。它不仅教会了我“怎么做”，更教会了我“为什么这样做”，这对我未来的工作和学习都将产生深远的影响。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的电路实例部分是我最喜欢的部分，因为它实在是太接地气了！周志敏和纪爱华老师并没有仅仅给出一些示意图，而是提供了非常详细的、可以实际制作的电路方案。从低功率的LED手电筒驱动，到高功率的LED路灯驱动，再到一些非常专业的应用，比如RGB LED的精准调色驱动，书中都给出了详尽的设计步骤和元件参数。我印象最深刻的是关于LED路灯驱动那一章，他们不仅给出了电路原理图，还详细解释了为什么选择特定的芯片、为什么使用这些电阻电容值，甚至还提到了PCB布局的一些注意事项，这对于我这种初学者来说，简直是福音！我之前尝试过自己设计LED驱动，但总是遇到各种奇怪的问题，比如亮度不均、闪烁、发热严重等等，看了这本书之后，我才明白很多问题都出在细节上，比如EMI的滤波设计、散热的处理等等，这些在书里都有详细的讲解和实例。而且，这本书的语言风格也比较平实易懂，没有太多晦涩难懂的术语，即使是对初学者来说，也能相对容易地理解。我个人觉得，这本书的价值远不止于书本本身，它提供了一种解决问题的思路和方法，让我不再对LED驱动设计感到畏惧。

评分☆☆☆☆☆

周志敏和纪爱华老师在书中对LED驱动电路的调光控制技术的讲解，让我大开眼界。我之前对LED调光技术了解不多，只知道有PWM调光和模拟调光两种方式。但这本书让我明白，调光控制远比我想象的要复杂和精妙。他们详细讲解了不同调光方式的原理、优缺点，以及如何在实际应用中实现精准的调光控制。我印象深刻的是关于PWM调光部分，他们不仅仅是讲解了如何产生PWM信号，更重要的是讲解了如何通过调整PWM信号的频率和占空比来获得平滑、无闪烁的调光效果，以及如何处理PWM调光带来的EMI问题。此外，书中还介绍了一些更高级的调光技术，比如色温可调的LED驱动设计，这让我对LED照明的应用潜力有了更深的认识。