单片开关电源驱动LED电路设计与实例 周志敏 等 9787512347359 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周志敏 等 著

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512347359

商品编码：29290726394

包装：平装

出版时间：2013-09-01

基本信息

书名：单片开关电源驱动LED电路设计与实例

定价：32.00元

作者：周志敏 等

出版社：中国电力出版社

出版日期：2013-09-01

ISBN：9787512347359

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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内容提要

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本书结合外LED驱动技术的应用和发展，系统地阐述了基于单片开关电源驱动LED的*设计及应用电路实例。全书共5章，主要内容有：单片开关电源基础知识、LED驱动器前端电路、LED驱动电路、LED驱动器调光及保护电路、单片开关电源驱动LED电路设计实例等。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。

本书可供从事基于单片开关电源驱动LED电路的开发、设计和应用的工程技术人员和高等院校的师生阅读参考，也可作为LED驱动电路设计培训的基础教材。

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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《绿色高效：下一代LED驱动电源设计与实践》 内容简介 随着LED照明技术的日新月异，其在节能环保、寿命长、响应速度快等方面的优势日益凸显，已广泛应用于家居照明、商业照明、工业照明、汽车照明、显示屏以及特种照明等诸多领域。然而，LED作为一种特殊的半导体器件，其驱动电源的设计直接关系到LED的亮度、寿命、稳定性、效率以及整体系统的安全性。传统的线性电源效率低下，发热量大，已难以满足日益增长的高效节能需求。开关电源以其高效率、体积小、重量轻等优点，成为LED驱动电源的主流技术。 本书聚焦于下一代LED驱动电源的设计理念与核心技术，旨在为读者提供一套系统、深入且实用的设计指南。我们深刻理解，成功的LED驱动电源设计不仅在于实现稳定的电流输出，更在于在效率、成本、可靠性、电磁兼容性（EMC）以及用户体验等多个维度上寻求最佳平衡。本书将摒弃冗余的理论堆砌，聚焦于解决实际工程中遇到的关键问题，并提供大量经过验证的电路设计实例，帮助读者快速掌握前沿的LED驱动电源设计与应用技巧。 核心内容概要： 第一章：LED驱动电源设计面临的挑战与发展趋势 LED照明的市场驱动力与技术需求： 深入分析LED照明在不同应用场景下的独特驱动需求，例如对色彩一致性、调光精度、瞬态响应的要求。 传统电源的局限性与开关电源的优势： 详细阐述线性电源在能效、发热、体积等方面的瓶颈，并重点突出开关电源在解决这些问题上的关键作用。 下一代LED驱动电源的关键考量： 极致能效： 探讨如何实现更高的功率转换效率，降低能源损耗，满足日益严格的能效标准（如Energy Star、CCC等）。 精细调光： 深入研究各种调光技术（如PWM调光、模拟调光、混合调光）的原理、优缺点及其在不同场景下的应用，并提供实现高精度、无闪烁调光的电路设计策略。 长寿命与高可靠性： 分析影响LED驱动电源寿命的关键因素，如元器件选型、热管理、EMI防护等，并提供增强电源可靠性的设计方法。 小型化与集成化： 探讨如何通过优化拓扑结构、采用高度集成化的芯片以及先进的封装技术，实现LED驱动电源的小型化和集成化，以适应日益紧凑的照明产品设计。 智能互联： 展望LED驱动电源与物联网（IoT）技术的融合，如智能控制、状态监测、故障诊断等，为智能照明系统奠定基础。 成本效益： 在满足性能要求的前提下，如何在设计中平衡成本，选择性价比高的元器件和设计方案。 电磁兼容性（EMI/EMC）： 强调EMI/EMC设计的重要性，介绍如何采取有效的滤波、布局、屏蔽等措施，使LED驱动电源符合相关电磁兼容标准。 第二章：LED驱动电源核心拓扑结构详解 Buck（降压）拓扑： 详细讲解Buck拓扑的工作原理、优缺点，适用于LED驱动设计的具体考量，以及如何优化其效率和EMI性能。 Boost（升压）拓扑： 深入分析Boost拓扑，探讨其在驱动高功率LED或需要高于输入电压的应用中的优势，以及设计中的关键参数计算和注意事项。 Buck-Boost（升降压）拓扑： 介绍Buck-Boost拓扑的应用场景，分析其在输入电压变化范围较大的情况下的灵活性，并探讨其设计难点与解决策略。 Flyback（反激）拓扑： 详细讲解Flyback拓扑，分析其隔离特性，适用于低功率、多路输出的LED驱动设计，重点关注隔离设计、变压器设计以及安全规范。 Forward（正激）拓扑： 介绍Forward拓扑，分析其效率优势，适用于中等功率的隔离式LED驱动设计，并讨论其在能量存储和开关损耗方面的优化。 LLC谐振拓扑： 深入讲解LLC谐振拓扑，分析其高效率、低EMI的特点，适用于中高功率的LED驱动设计，重点阐述谐振腔设计、工作频率选择及满载/轻载效率优化。 多相交错拓扑： 介绍多相交错技术的应用，如何通过并联多个开关通路来提高效率、降低纹波、改善EMI，以及适用于大功率LED驱动的设计。 隔离与非隔离设计的选择： 详细对比隔离与非隔离LED驱动电源的优缺点，分析不同应用场景下的安全要求和设计考量，为读者提供选择依据。 第三章：关键元器件选型与设计考量 功率开关器件（MOSFET/GaN）： MOSFET选型： 深入分析RDS(on)、VDS、Qg、Tr/Tf等关键参数，如何根据不同拓扑和功率等级选择合适的MOSFET，并介绍RDS(on)对效率的影响。 GaN（氮化镓）器件的应用： 探讨GaN技术在LED驱动电源中的优势，如高开关频率、低损耗、高功率密度，以及其在设计中的应用策略和注意事项。 电感器设计与选型： 电感值计算： 介绍不同拓扑下电感值的确定方法，考虑电流纹波、饱和电流等因素。 磁芯材料选择： 分析铁氧体、坡莫合金等不同磁芯材料的特性，以及如何选择合适的磁芯以降低损耗和提高性能。 绕线工艺与 EMI 影响： 探讨绕线工艺对电感性能和EMI的影响，以及如何优化绕线以减小寄生参数。 电容器选型与设计： 输入/输出滤波电容： 分析电解电容、陶瓷电容、薄膜电容的特性，如何根据纹波要求、ESR（等效串联电阻）、寿命等选择合适的电容。 储能电容： 针对特定拓扑（如Flyback）中的储能电容选型考量。 二极管选型： 肖特基二极管： 分析肖特基二极管的低正向压降和快速恢复特性，在降压和升压电路中的应用。 快恢复二极管： 在特定应用中的选择。 控制器IC选型： 主控IC： 介绍PWM控制器、PFC控制器、LED驱动专用控制器IC的功能和选型依据，如工作模式、集成度、保护功能、调光接口等。 副边同步整流控制器： 介绍同步整流技术，如何用MOSFET替代二极管以提高效率，以及同步整流控制器（SR controller）的选型。 PCB布局与散热设计： 关键布局原则： 详细讲解PCB布局对EMI、热管理和电气性能的影响，如电流回路优化、高频信号走线、地线处理等。 散热设计： 分析LED驱动电源的散热问题，介绍通过PCB散热、外壳散热、主动散热（风扇）等方式，确保器件在安全温度下工作，延长电源寿命。 第四章：高效调光技术与精确控制 PWM（脉冲宽度调制）调光： 原理与优势： 详细讲解PWM调光的原理，以及其在高效率、高精度调光方面的优势。 PWM信号生成： 介绍如何通过主控IC内部PWM发生器或外部MCU生成PWM信号。 低占空比下的问题与解决： 分析PWM信号在低占空比时可能出现的闪烁问题，以及如何通过提高PWM频率、优化驱动波形等方式加以改善。 模拟调光： 原理与应用： 介绍通过改变驱动电流大小来实现调光，分析其实现方式和应用场合。 线性调光与非线性调光： 探讨不同调光曲线的设计。 混合调光技术： 结合PWM与模拟调光： 分析如何结合PWM调光的高精度和模拟调光的平滑特性，实现更优的调光效果，尤其是在低亮度下的平滑过渡。 无闪烁调光设计： 理解视觉闪烁： 探讨人眼对不同频率和幅度的闪烁的感知。 实现无闪烁的电路设计： 提出通过高频PWM、优化驱动电流平滑度、采用特定调光算法等方式，有效消除视觉闪烁。 色温与亮度一致性控制： LED参数差异： 分析LED自身参数的差异对色温和亮度的影响。 反馈与校正机制： 介绍如何通过闭环反馈控制（如使用电流和电压采样）以及智能算法，实现多路LED之间的色温和亮度一致性。 第五章：EMI/EMC设计与合规性 EMI/EMC基础知识： 简述电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）的基本概念、发生源及传播途径。 EMI产生的关键因素： 开关损耗： 分析开关器件在开关过程中产生的瞬态电流和电压变化是EMI的主要来源。 电流环路： 强调高频电流环路的大小和形状对EMI的影响，提出减小环路面积的设计原则。 元器件寄生参数： 讲解电感、电容、PCB走线等寄生参数如何引起EMI。 EMI抑制技术： 输入/输出滤波： 详细介绍EMI滤波器（如LC滤波器、共模扼流圈）的设计原理、元器件选择及布局。 软开关技术： 讲解ZVS（零电压开关）、ZCS（零电流开关）等软开关技术如何降低开关损耗，从而减少EMI。 PCB布局优化： 重申PCB布局对EMI的重要性，强调接地、屏蔽、走线隔离等技巧。 屏蔽技术： 介绍金属外壳、导电涂层等屏蔽方法。 EMC测试与标准： 常见EMC标准（如FCC, CE）： 简要介绍相关标准的要求。 如何通过EMC测试： 提供针对性的设计和调试建议，以确保产品通过EMC认证。 第六章：面向应用的LED驱动电源实例分析 实例一：高功率LED射灯驱动电源设计（隔离式） 应用场景分析： 探讨高功率射灯对亮度、效率、散热和调光的要求。 拓扑选择与理由： 选择合适的隔离式拓扑（如LLC或Flyback），并详细阐述选择原因。 关键元器件选型： MOSFET、电感、变压器、控制器IC等的具体选型依据。 PCB布局与散热方案： 提供详细的PCB布局图示和散热设计说明。 EMI/EMC设计考量： 针对该实例的EMI抑制措施。 调光功能实现： 如何集成PWM调光或0-10V调光。 实例二：LED日光灯/筒灯驱动电源设计（非隔离式） 应用场景分析： 探讨日光灯/筒灯对成本、效率、寿命和显色指数的要求。 拓扑选择与理由： 选择高效率的非隔离式拓扑（如Buck或Buck-Boost），并说明其优势。 关键元器件选型： 针对非隔离式设计的元器件选择。 成本优化策略： 如何在保证性能的前提下降低设计成本。 无闪烁设计实现： 详细介绍如何实现无闪烁的调光。 实例三：LED汽车前照灯驱动电源设计 应用场景分析： 汽车电子的特殊要求（宽电压范围、高可靠性、振动、温度变化）。 拓扑选择与理由： 考虑宽电压输入的Buck-Boost或多相交错拓扑。 耐高低温与抗振动设计： 元器件选型和结构设计上的考量。 EMC设计： 汽车电子的EMC要求。 智能化功能集成： 如智能调光、故障诊断等。 实例四：LED舞台灯/染色灯驱动电源设计 应用场景分析： 对快速响应、精确色彩控制、多路独立驱动的要求。 多通道驱动设计： 如何实现多路LED的独立驱动和控制。 高频PWM调光： 满足快速动态表演的需求。 色彩混合算法： 结合RGB/RGBA LED实现精准色彩控制。 第七章：LED驱动电源的测试、调试与故障诊断 关键测试项目： 效率、纹波、输出精度、调光效果、EMI/EMC、负载调整率、线性调整率、温度测试等。 常用测试仪器： 示波器、电子负载、功率计、EMI测试仪等的使用介绍。 调试技巧： 针对设计中可能出现的问题，提供系统化的调试方法。 常见故障分析与排除： 输出电压/电流异常： 分析可能的原因（元器件损坏、参数漂移、布局问题等）。 电源不稳定/闪烁： 探究导致电源不稳定的因素。 EMI超标： 调试优化EMI滤波器和布局。 元器件过热： 散热设计和功率损耗分析。 附录： 常用LED驱动电源设计公式汇总 元器件参数速查表 相关行业标准简介 本书旨在为LED驱动电源的设计者提供一条清晰、高效且富有实操性的学习路径。通过对原理的深入剖析、关键技术的详细讲解以及丰富实例的展示，读者将能够自信地应对各种LED驱动电源的设计挑战，创造出更绿色、更高效、更智能的LED照明产品。

评分☆☆☆☆☆

我对单片开关电源驱动LED电路的设计始终保持着浓厚的兴趣，尤其是在“设计”和“实例”这两个关键词上。我想了解这本书是否会深入探讨不同类型的单片开关电源拓扑结构，例如Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）等，以及它们在LED驱动应用中的具体特点和适用范围。每个拓扑结构都有其优缺点，在实际设计中，如何根据LED的电压、电流需求，以及对效率、成本、尺寸等方面的要求，来选择最合适的拓扑结构，这对我来说是一个重要的考量。我希望书中能够给出清晰的拓扑选择指南，并对不同拓扑的原理进行深入剖析。更重要的是，我期待书中能够提供一些具体的案例，展示如何根据选定的拓扑结构，进行详细的元器件选型，例如MOSFET、二极管、电感、电容等，并给出相关的计算公式和设计流程。同时，如果书中还能涉及一些高级的设计主题，比如如何实现高功率因数、如何进行瞬态响应优化，甚至是如何考虑LED的调光功能，那将极大地丰富这本书的内涵。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电源技术有一定了解的爱好者，我对“实例”这个词特别敏感。理论知识固然重要，但脱离实际的应用，很多理论都会显得苍白无力。我希望这本书能够提供一些不同应用场景下的LED驱动电源设计实例，并且这些实例能够覆盖到一些常见的LED驱动挑战。例如，针对不同功率的LED阵列，如何设计相应的驱动电路；如何处理LED的色温和显色指数要求；以及在一些特殊环境下，比如高温、潮湿等，如何保证驱动电源的稳定性和寿命。我非常期待书中能够提供详细的电路图、元器件清单、PCB布局图，甚至是一些测试数据和波形图。这样的实例分析，能够帮助我更好地理解书中的理论知识，并将它们转化为实际的设计能力。如果书中还能提供一些关于如何调试和优化这些实例电路的指导，那就更完美了。我希望这本书能够成为我手中一份“可操作”的指南，让我能够根据自己的项目需求，找到合适的参考设计，并在此基础上进行修改和创新。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名让我联想到了一些非常具体的技术问题，比如如何在保证LED发光效率的同时，最大程度地降低电源的功耗。单片开关电源的设计，说起来容易，但真正做到高性能、高可靠性，却涉及很多细节。我尤其关心书中关于EMI抑制技术的部分。LED驱动电源，特别是开关电源，很容易产生电磁干扰，这不仅会影响周围的电子设备的正常工作，也可能对LED本身的使用寿命造成影响。因此，这本书如果能深入讲解如何通过合理的电路布局、元器件选型、滤波设计等手段来有效地控制EMI，那对我来说将是极大的帮助。我希望书中能够提供一些经过实际验证的EMI抑制方案，并给出具体的实现方法，例如如何选择合适的滤波电感和电容，如何进行PCB走线的优化等。同时，我也想了解书中是否会涉及LED驱动电源的安全性设计，比如过压保护、过流保护、短路保护等，这些都是保证产品稳定运行和用户安全的重要环节。如果能有这方面的详细介绍和实例分析，那么这本书的实用价值将大大提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给我一种扎实、专业的感觉，没有花哨的图饰，而是直观地展示了电路图的元素，这让我立刻感受到它是一本专注于技术内容的读物。翻开扉页，看到作者的署名，更是让我对这本书的专业性有了初步的信心。我一直对LED驱动电源的设计领域非常感兴趣，尤其是单片开关电源这种高效、紧凑的解决方案，它在照明、显示等领域都有着广泛的应用前景。然而，这个领域的技术细节往往比较晦涩，需要严谨的理论基础和丰富的实践经验才能掌握。我希望这本书能够提供清晰易懂的原理讲解，从最基础的开关器件工作原理，到如何构建完整的驱动电路，都能有循序渐进的介绍。特别期待书中能够深入剖析不同拓扑结构的单片开关电源在LED驱动方面的优缺点，以及在实际应用中如何根据具体需求进行选择和优化。比如，对于恒流精度、效率、EMI（电磁干扰）控制等关键指标，书中是否能给出量化的设计方法和计算公式，并通过实际的电路实例来验证这些理论。我希望它不仅仅是理论的堆砌，更能提供一些实用的设计技巧和注意事项，帮助我少走弯路，快速上手。

评分☆☆☆☆☆

阅读一本技术书籍，我最看重的是其能够提供的“可学性”和“可迁移性”。换句话说，我希望这本书不仅能教会我如何设计特定的LED驱动电路，更重要的是，它能让我掌握设计这类电路的核心原理和通用方法，从而能够将这些知识应用到更广泛的场景中。我希望这本书能够深入浅出地讲解单片开关电源的核心工作原理，包括PWM控制、反馈机制、功率变换等，并通过大量的图示和详细的公式推导，帮助读者建立扎实的理论基础。同时，书中提供的实例设计，应该能够清晰地展示设计过程中的关键步骤，以及如何进行元器件的计算和选型。我期待书中能够提供一些关于如何进行性能评估和故障排除的指导，例如如何使用示波器等测试仪器来分析电路的各项参数，以及如何诊断和解决常见的电路问题。如果书中还能提及一些当前LED驱动技术的发展趋势，比如智能化控制、无线充电等，那将更能体现其前瞻性。