漫步LED世界(驱动电路设计篇) 周志敏,纪爱华 9787118085464 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周志敏，纪爱华 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118085464

商品编码：29375998855

包装：平装

出版时间：2013-01-01

基本信息

书名：漫步LED世界(驱动电路设计篇)

定价：39.00元

作者：周志敏,纪爱华

出版社：国防工业出版社

出版日期：2013-01-01

ISBN：9787118085464

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《漫步LED世界（驱动电路设计篇）》共5章，深入浅出地阐述了大功率LED、大功率LED衬底及基板、大功率LED热设计、大功率LED驱动电路设计、LED驱动电路热设计等内容，《漫步LED世界（驱动电路设计篇）》题材新颖实用，内容丰富，深入浅出，语言通俗易懂，具有很高的实用价值，是从事大功率LED驱动电路设计和应用的工程技术人员的读物。
　　《漫步LED世界（驱动电路设计篇）》可供电子、通信、航天、汽车、国防、建筑、景观照明等领域从事大功率LED研发、设计、应用和生产企业的工程技术人员及高等院校、职业技术学院相关专业的师生阅读参考。

目录

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章 大功率LED
1.1 大功率LED技术指标及结构
1.1.1 大功率LED技术指标
1.1.2 大功率LED结构及优点
1.2 大功率白光LED效率及封装技术
1.2.1 大功率白光LED的量子效率及研发动向
1.2.2 大功率白光LED封装技术
1.3 照明用白光LED及研发动态
1.3.1 照明用白光LED
1.3.2 照明用白光LED研发动态

第2章 大功率LED衬底及基板
2.1 大功率LED衬底
2.1.1 大功率LED外延片与衬底材料
2.1.2 LED衬底分类
2.1.3 基于蓝宝石衬底的垂直结构GaN基LED
2.1.4 基于硅衬底的功率型GaN基LED
2.2 大功率LED散热基板类型
2.2.1 LED散热基板
2.2.2 金属基印制板（MCPCB）
2.2.3 陶瓷散热基板
2.2.4 硅散热基板

第3章 大功率LED热设计
3.1 LED热设计作用及热管理目的
3.1.1 LED热设计作用
3.1.2 LED热管理
3.2 LED芯片结温
3.2.1 LED的热量产生原因及结温热分析
3.2.2 LED结温对性能的影响
3.3 大功率LED热分析
3.3.1 大功率LED热特性
3.3.2 影响大功率LED散热因素分析
3.3.3 大功率LED热扩散技术
3.4 大功率LED热阻计算及散热设计
3.4.1 大功率LED热阻计算
3.4.2 大功率LED简化热模型及热建模技术
3.4.3 大功率LED散热技术
3.4.4 大功率LED散热和导热整体解决方案

第4章 大功率LED驱动电路设计
4.1 大功率LED驱动器
4.1.1 LED驱动器特性
4.1.2 大功率LED驱动电路拓扑结构
4.1.3 大功率LED驱动器解决方案
4.2 大功率LED驱动电路设计
4.2.1 大功率LED驱动电路设计要素
4.2.2 大功率LED驱动器的优化设计

第5章 LED驱动电路热设计
5.1 LED驱动电路PCB热设计
5.1.1 LED驱动电路PCB热设计的基本原则
5.1.2 PCB的热设计与热分析技术
5.1.3 表面贴装器件的热设计
5.2 LED驱动电路的散热控制方案
5.2.1 LED驱动电路热管理
5.2.2 LED驱动电路温度补偿原理
5.2.3 LED驱动电路热保护
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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探索数字世界的基石：LED 驱动电路设计奥秘 在当今科技飞速发展的时代，LED（发光二极管）已经从一种新颖的光源，演变为我们生活中不可或缺的一部分。从琳琅满目的电子产品指示灯，到照亮城市夜晚的璀璨灯光，再到推动信息显示技术革新的高分辨率屏幕，LED 的身影无处不在，其背后强大的驱动力，正是精妙绝伦的驱动电路设计。 本书旨在深入浅出地剖析 LED 驱动电路的设计原理、关键技术与实际应用，为读者勾勒出一幅详尽的数字世界基石构建图景。我们并非仅仅聚焦于某个具体的产品或应用，而是将目光投向驱动电路这一核心环节，通过对基本概念的系统梳理和对复杂技术的层层剥离，帮助读者建立起扎实的理论基础和敏锐的实践洞察。 一、 LED 驱动电路概述：点亮希望的幕后英雄 LED 驱动电路，顾名思义，是专门用于控制 LED 发光状态的电子电路。它的核心任务是为 LED 提供稳定、合适的电流或电压，使其能够按照预设的亮度、色彩甚至动态效果持续工作。一个优秀的 LED 驱动电路，不仅要保证 LED 的正常发光，更要关注其寿命、效率、色彩还原度以及安全性等诸多关键指标。 驱动电路的设计并非一蹴而就，它涉及到对 LED 本身特性的深入理解，包括其正向电压（Forward Voltage, Vf）、正向电流（Forward Current, If）、亮度与电流的关系、以及不同颜色 LED 的光谱特性等。此外，还需要考虑电源的可用性、电路的功耗、环境温度的影响、以及电磁兼容性（EMC）等实际工程因素。 在本书中，我们将首先从 LED 的基本电气特性出发，介绍不同类型 LED 的工作原理和参数含义。在此基础上，我们将详细阐述 LED 驱动电路的几种基本拓扑结构，例如定电流驱动、定电压驱动以及脉冲宽度调制（PWM）驱动等。每种拓扑结构都有其独特的优势和适用场景，理解它们的内在逻辑是进行有效设计的关键。 二、 定电流驱动：稳定是生命的基石 LED 的亮度与其流过的电流大小呈近似线性的关系。因此，提供一个稳定、精确的恒定电流源，是保证 LED 亮度一致性和延长其寿命的重要手段。定电流驱动电路的核心在于如何构建一个能够精确控制输出电流的模块。 我们将深入探讨实现定电流的各种方法，包括使用简单的电阻限流（虽然简单，但精度和效率不高，适合入门理解）、以及更为主流和高效的基于线性稳压器（Linear Regulator）和开关稳压器（Switching Regulator）的恒流源设计。 线性恒流源： 介绍基于运算放大器（Op-amp）和功率晶体管（如 MOSFET 或 BJT）的线性恒流源设计。重点分析其工作原理，包括反馈机制的建立、基准电压的选择、以及如何计算电流设定电阻。同时，也会讨论线性恒流源的优缺点，例如其输出纹波小、动态响应快，但在效率方面存在较大损耗，尤其是在输入电压与 LED 正向电压差异较大的情况下。 开关恒流源： 讲解基于开关稳压器的恒流驱动方案。这部分将是本书的重点之一，因为开关恒流源在效率方面具有显著优势，能够大幅降低功耗，尤其适用于高亮度、大功率的 LED 应用，如大尺寸显示屏、照明灯具等。我们将详细介绍不同类型的开关稳压器拓扑，例如 Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）以及 SEPIC（单端初级电感转换器）等，并分析它们在 LED 驱动中的应用特点。同时，会深入剖析 PWM 控制器的作用，包括振荡器、误差放大器、PWM 发生器等关键模块，以及如何通过调整占空比来精确控制输出电流。 三、 脉冲宽度调制（PWM）驱动：灵活的亮度控制艺术 PWM 驱动是实现 LED 亮度调节最普遍、最灵活的方式之一。其基本原理是通过快速开关（导通/截止）LED，并在不同时间段内保持不同的占空比（导通时间与周期之比），从而在人眼看来，LED 呈现出相应的平均亮度。 本书将详细讲解 PWM 驱动电路的设计要点。我们将从 PWM 信号的生成方式入手，介绍如何利用微控制器（MCU）的定时器/计数器、专用的 PWM 控制芯片，或者模拟电路（如 555 定时器）来产生 PWM 信号。 PWM 信号的产生与控制： 阐述如何通过改变 PWM 信号的占空比来精确控制 LED 的亮度，从最暗到最亮。我们将分析不同占空比对应的亮度级别，以及人眼对亮度变化的感知非线性（例如，人眼对亮度的感知并非线性，需要对 PWM 信号进行伽马校正以获得更自然的亮度过渡）。 PWM 驱动电路的实现： 讲解如何将 PWM 信号与 LED 连接起来，通常需要一个功率开关器件（如 MOSFET）来接收 PWM 信号并控制流过 LED 的电流。我们将分析不同功率器件的选择原则，包括其导通电阻、耐压、开关速度等参数。 PWM 驱动的优点与挑战： 讨论 PWM 驱动在亮度调节范围广、效率高、颜色混合控制等方面的优势。同时，也会探讨 PWM 驱动可能带来的挑战，例如高频开关产生的电磁干扰（EMI）、纹波电流对 LED 寿命的影响（尽管通过适当的滤波可以缓解），以及在低亮度下可能出现的闪烁现象。 四、 多通道与色彩混合驱动：绘制世界的斑斓色彩 随着 LED 技术的进步，多色 LED（如 RGB LED）和集成多种颜色 LED 的 LED 阵列越来越普及，它们能够混合出各种丰富的色彩，为显示和照明领域带来了无限可能。多通道 LED 驱动电路的设计，正是为了满足这些复杂的需求。 本书将深入探讨多通道 LED 驱动的设计。 RGB LED 驱动： 详细介绍如何设计独立的驱动通道来控制红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色 LED 的亮度，从而通过混合不同比例的 RGB 光，实现任意颜色的输出。我们将讨论如何使用多个独立的恒流源或 PWM 通道来分别驱动 RGB 三个LED。 色彩混合算法与控制： 探讨色彩混合的基本原理，以及如何根据目标色彩的 RGB 值来计算各通道所需的占空比或电流值。我们将介绍一些常用的色彩模型（如 RGB、HSV）以及它们在 LED 驱动控制中的应用。 LED 阵列驱动： 对于大规模的 LED 阵列，例如 LED 显示屏，需要更高效、更集成的驱动方案。我们将简要介绍一些常见的 LED 阵列驱动技术，例如行扫描、列扫描以及点阵式驱动等，并探讨如何通过专门的 LED 驱动芯片来实现高效的控制。 五、 保护与可靠性设计：守护光明的长久 LED 驱动电路的设计，除了追求性能和效率，更重要的是要保证其长期稳定可靠的工作。各种保护措施的加入，能够有效防止电路和 LED 本身的损坏。 过温保护： 介绍如何通过温度传感器检测驱动电路和 LED 的温度，并在温度过高时采取降额工作或关断等措施，防止过热损坏。 过流保护： 讨论如何通过电流检测电路来监测输出电流，并在电流超过安全阈值时及时进行保护，防止 LED 因过流而烧毁。 过压/欠压保护： 讲解如何设计电路来应对输入电源电压的波动，保证驱动电路在宽电压范围内正常工作，并防止过高或过低的电压对电路造成损害。 反极性保护： 介绍如何通过二极管或其他保护元件来防止 LED 被误接反向电压而损坏。 电磁兼容性（EMC）设计： 针对开关型驱动电路，我们将探讨如何通过合理的 PCB 布局、滤波电路设计、以及屏蔽等措施，来抑制电磁干扰（EMI），并提高电路的抗干扰能力。 六、 实际应用与案例分析：理论付诸实践 理论知识的掌握离不开实际的应用。本书的最后部分，将通过一些典型的 LED 驱动电路设计案例，来展示前面所介绍的各种技术和原理是如何在实际产品中应用的。 LED 照明灯具驱动： 分析家用 LED 灯、舞台照明灯等常见 LED 照明灯具的驱动电路设计，包括其功率需求、亮度控制方式、以及所采用的保护措施。 LED 显示屏驱动： 简要介绍 LED 显示屏的点亮原理，以及驱动 IC 在其中扮演的关键角色，包括其像素控制、数据传输、以及色彩校正等功能。 LED 背光驱动： 探讨电视、显示器等设备的 LED 背光驱动设计，分析其亮度均匀性、动态背光控制以及电源效率等方面的要求。 嵌入式系统中的 LED 控制： 介绍如何利用微控制器（MCU）对 LED 进行精细的控制，包括通过 GPIO 口直接控制，或通过 PWM 功能实现亮度调节。 结语 LED 驱动电路的设计是一个融合了模拟电路、数字电路、电力电子以及嵌入式系统知识的综合性学科。掌握了 LED 驱动电路的设计精髓，不仅能够为我们点亮现实世界的光明，更能为构建更智能、更高效、更具活力的数字未来奠定坚实的基础。本书希望成为您探索 LED 驱动电路世界的向导，激发您的创新灵感，助您在光电技术的道路上不断前行。

评分☆☆☆☆☆

我给这本书的评价是，它填补了市场上一个重要的空白——一本既有广度又有深度的专业LED驱动设计参考书。我尝试对比了手边几本同类的专业书籍，发现这本书在对“可靠性”和“成本控制”这两个商业化要素的权衡分析上做得尤为到位。作者不止步于实现功能，而是始终将实际量产中的可靠性和成本效益放在重要的位置来讨论。例如，在选择MOSFET和驱动IC时，书中会对比不同方案的损耗、寿命和BOM成本，这对于项目经理和硬件设计师来说，是非常实用的决策依据。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本结合了工程实践智慧的宝典。对于正在从事或计划进入LED照明驱动领域的工程师而言，这本书绝对是值得收入书架，并时常翻阅的必备工具书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一个非常注重实践经验的工程师，很多理论书籍对我来说太过枯燥，读起来效率很低。然而，这本《漫步LED世界》却让我眼前一亮。它的讲解方式非常贴近实际项目开发中的痛点。比如，书中花了大量篇幅讨论EMI/EMC问题，这绝对是LED驱动设计中最头疼的部分之一。作者不仅指出了可能出现的干扰源，还提供了非常实用的滤波和布局建议，这些都是血淋淋的实战经验总结。我尝试按照书中的一个高功率LED阵列驱动实例进行仿真和搭建，发现书中的参数设置和设计思路，能够非常有效地指导实际操作，大大缩短了我的调试时间。更让我惊喜的是，对于一些常见故障模式的分析和排查思路，书中也给出了明确的步骤指导，这比那些只会讲“如何设计”而不讲“如何修好”的书籍要实用得多。可以说，这本书与其说是一本教科书，不如说更像一位经验丰富的导师在手把手地带你进入这个领域。

评分☆☆☆☆☆

这本《漫步LED世界(驱动电路设计篇)》的作者是周志敏和纪爱华，书号是9787118085464。 一拿到这本书，我就被它扎实的内容和清晰的结构深深吸引住了。作为一名电子工程专业的学生，我对LED驱动电路一直抱有浓厚的兴趣，但总觉得市面上的资料要么过于理论化，要么就是零散的案例堆砌。这本书却完美地平衡了这两者。它从最基础的LED器件特性讲起，循序渐进地引入了各种拓扑结构，比如Buck、Boost、Buck-Boost等，并且深入剖析了它们在LED驱动中的优缺点和适用场景。作者没有停留在概念层面，而是详细讲解了环路补偿、电流反馈机制等关键技术细节，这对于真正想掌握设计精髓的人来说至关重要。我尤其喜欢书中对不同调光技术（如PWM和模拟调光）的对比分析，结合实际应用场景的考量，让人对如何选择最优方案有了更清晰的认识。读完前几章，我感觉自己对整个LED驱动系统的认知维度都得到了提升，不再是“知其然”而是“知其所以然”了。这种系统性的知识构建，是其他许多碎片化资料无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，我原本对“漫步”这个词在书名中感到一丝犹豫，担心内容会不够深入。但事实证明，我的担忧是多余的。这本书的深度是相当可观的，尤其是在对新型控制方法的探讨上。例如，它对无感电流检测技术和先进的功率因数校正（PFC）方案的论述，已经触及了行业前沿。对于那些已经掌握了基础知识，希望向更高阶、更高效能设计迈进的技术人员来说，这本书提供了绝佳的进阶路径。它不像某些入门书那样浅尝辄止，而是深入到了开关电源理论与非线性系统的交叉领域。作者在论证复杂电路的稳定性时，引用了严谨的数学模型和工具，使得推导过程逻辑严密，令人信服。如果你想在LED驱动领域做出差异化产品，掌握这些高级设计技巧是必不可少的，这本书无疑是提供了这样一张详细的蓝图。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量也值得称赞。在阅读技术书籍时，清晰的电路图和波形图是理解复杂概念的关键辅助。我发现《漫步LED世界》在这方面做得非常出色。每一个拓扑结构都有清晰的原理图，关键点的波形图标注明确，参数和变量的定义前后一致，这极大地降低了我的阅读理解难度。很多时候，光靠文字描述难以想象电路中电流和电压的变化情况，但结合书中那些精心绘制的图表，一切豁然开朗。这种注重细节的编辑和制作态度，体现了作者和出版社对读者的尊重。对于需要通过阅读学习新知识的人来说，视觉上的友好度直接影响学习的持续性。这本书的这种高水准的图文呈现，让枯燥的电路学习过程变得相对愉悦和高效。