半导体照明技术技能人才培养系列丛书(高职)：LED驱动与智能控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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孟治国，王巍 编

图书标签:

• 半导体照明
• LED驱动
• 智能控制
• 高职教育
• 职业教育
• 电子技术
• 照明工程
• 电源技术
• 电路设计
• LED应用

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122215475

版次：1

商品编码：11580123

包装：平装

丛书名： 半导体照

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：290

字数：344000

正文语种：中文

编辑推荐

　　《半导体照明技术技能人才培养系列丛书(高职)：LED驱动与智能控制》是由人社部授权，“半导体照明系列高职教材”中的一种。
　　内容来源于一线企业，针对性强。可充分满足高职层次教育和企业培训，以及企业技术人员自学和参考。

内容简介

　　为满足培养面向工程的应用型人才的需要，本书以LED照明控制为重点，结合LED驱动及智能设计方法，贴近LED照明产品的制造，给出完整的工程技术和应用案例。参照本书的示例、任务和实训指导，读者可以理论结合实际，动手进行智能控制、驱动电源系统的实践。
　　《半导体照明技术技能人才培养系列丛书(高职)：LED驱动与智能控制》包括两个部分，第一部分：基础知识，分6个项目展开，为使读者明确每个项目的任务要点，提炼了主要内容、学习重点、学习难点。每个项目又分若干任务，以任务描述、任务分析、相关知识、技能拓展、思考与提高展开论述。第二部分：8个实训任务，在深入介绍驱动和控制系统的基础上，将照明工程实际案例、LED驱动设计和控制技巧有机结合，任务具有广泛的适用性和代表性，力求使读者系统掌握相关技术。
　　本书可作为职业院校相关专业高年级学生的教材和参考书，也可作为专业技能人才学业习、充电的参考书，还可供有关工程技术人员参考。

目录

项目一　LED驱动与智能控制基础知识　　　　　　　　　　　　　　　
任务一　LED等效电路的主要光电特性
任务二　LED驱动技术
任务三　LED控制技术
任务四　LED驱动与调控一体化设计
项目二　基于分立元件的简易LED驱动电路　　　　　　　　　　　 　
任务一　电阻限流电路
任务二　电容降压电路
任务三　三极管串联恒流电路
任务四　线性恒流电路
任务五　恒流二极管电路
项目三　基于集成电路的LED驱动电路　　　　　　　　　　　　　 　
任务一　基于单片DC/DC变换器的LED驱动电路
任务二　基于单片开关电源的隔离型LED驱动电路设计
任务三　基于LED驱动专用芯片的LED驱动电路设计
任务四　不同驱动电路优缺点及应用领域比较
项目四　典型照明控制系统　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　
任务一　LonWorks现场总线智能照明控制系统
任务二　EIB总线智能照明控制系统
任务三　C-Bus总线智能照明控制系统
项目五　LED照明控制系统设计　　　　　　　　　　　　　　　　　
任务一　照明中的传感器技术
任务二　基于微处理器的照明控制技术
项目六　照明控制系统的通信网络　　　　　　　　　　　　　　　　　
任务一　DALI协议及其应用
任务二　DMX512协议及设备
任务三　TCP/IP协议及其应用
任务四　照明常用的无线控制方式
实训1　安装可调光的LED灯　　　　　　　　　　　　　　　　　　
实训2　LED自适应调光系统设计　　　　　　　　　　　　　　　　　
实训3　红外遥控LED灯设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　
实训4　色温可调节的LED灯设计　　　　　　　　　　　　　　　　　
实训5　DALI组网实践　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　
实训6　ZigBee无线网络调试　　 　　　　　　　 　　　　　　　　
实训7　DMX512控制台操作　　 　　　　　　　　　　　　　　　　
实训8　LED路灯照明控制系统　　　　　　 　　　　　　　　　　　
　　　　参考文献　　　　　 　　　　　　　　　　　　　

精彩书摘

　　(五)LED开关驱动器主电路拓扑结构
　　LED的开关电源驱动损耗越少，发热就越小，还有利于提高LED的效率、寿命、可靠性等性质，开关电源驱动器是将电源能量通过一个电感器传递给负载，一般是采用调制控制信号控制开关管的关断、导通来实现的，通过改变电感器的充放电时间和调制信号的占空比来调节输出电压与输入电压的比例。反馈电路可对输出进行监控，并对充电和放电占空比进行适当的调节，以保持恒定的输出。LED采用各种电源拓扑结构来满足输入电压、输出电压和隔离需求的选择。
　　设计合理的主电路拓扑，特别是开关转换和高频变压器，对驱动电源转化效率影响最大。LED主电路拓扑类型很多，从安全角度来讲划分为隔离式和非隔离式。非隔离式开关电源的拓扑主要有三种形式：BUCK降压型、BOOST升压型和BUCK—BOOST极性反转型。隔离式开关电源的拓扑主要有五种形式：单端正激型、单端反激型、推挽变换型、半桥型和全桥型。非隔离式LED驱动电路的优点是元器件少、结构简单、控制电路简单、成本低，缺点是输入端、输出端不隔离，市电供电时，人接触电源输出端或接地端会有触电危险。
　　一般在LED电源制作过程中，隔离式与非隔离式LED驱动电源都会有专用芯片，从电路外观上可以看出，两者最本质的区别是隔离式LED驱动电源有变暧器，非隔离式LED驱动电源没有变压器，因此隔离式LED驱动电源安全性较好。从电路上看，非隔离式LED驱动电路器件较少，电路结构简单；隔离式LED驱动电路结构比较复杂，一般都会带有反馈电路。从电路的稳定性上看，非隔离式LED驱动电源在电压变化的过程中可能会伴随一定程度的频闪，而隔离式LED驱动电源受变压器作用的影响，可能会由于饱和或反馈深度不够而出现“吱吱”的声响。同时非隔离式LED驱动电源输入与输出之间是相通的，会存在一定的噪声干扰问题，换言之，当输入电压有噪声的时候，输出也会受到一定的影响。
　　基于基本拓扑结构设计出的反激准谐振电路、零电压开关准谐振电路等，更进一步地提高了功效。准谐振是指谐振元件参与能量变换的某一个阶段，而不是全程参与，由于正向和反向LC回路值不一样、振荡频率不同、电流幅值不同，所以振荡不对称，一般正向正弦半波大过负向正弦半波，所以常称为准谐振。无论是串联LC还是并联LC都会产生准谐振，利用准谐振现象，使电子开关器件上的电压或电流按正弦规律变化，从而创造了零电压或零电流的软件调制条件，以这种技术为主导的变换器称为准谐振变换器。
　　1．BUCK降压型
　　图l—14所示的降压型拓扑结构适用于输出电压小于输入电压的情形，BUCK变换器电路是由一个有源功率切换开关(如M。SFET)、一个续流二极管VD、一个LC低通滤波器组成的。
　　当开关管导通时，输入电压会通过开关管而降在电感及负载上，此时电感L上因为有压降存在，所以电感L上的电流逐渐上升，并且在电感的铁芯内建立磁场，储存能量，流经电感的电流除了提供负载所需的电流之外，并对输出电容C充电。
　　当开关管截止时，二极管因处于反偏状态而截止，输入电压停止提供能量给电感，由于电感电流不能突变，根据楞次定律，电感两端的电压极性瞬间反转，开始释放电感L的能量。因电感两端电压极性反转，使得二极管正偏而导通，所以电感和输出电容中的储能通过二极管续流，将能量传递给负载。在转换器中的电感与输出电容除了储能之外并构成了一个低通滤波器，用以滤除切换电路所产生高压脉冲的高频成分。电感的主要作用是维持输出电流的连续性，而电容是维持输出电压的连续性。在稳定状态下，流经电感的平均电流等于输出电流，而电容器匕的平均电流为零。
　　……

前言/序言

《LED驱动与智能控制》 图书简介 本书是一部聚焦于现代半导体照明技术核心领域的专著，旨在为高职院校相关专业的学生、从事LED照明产品研发、生产、应用的技术人员以及对LED驱动与智能控制技术感兴趣的广大读者提供全面、深入的学习指南。本书紧密结合当前LED照明行业的发展趋势和技术前沿，重点阐述了LED驱动电源的设计原理、关键技术、典型应用以及智能控制系统的构建与实现，力求在理论深度与实践应用之间取得最佳平衡。 第一篇 LED驱动电源技术 本篇将系统性地介绍LED驱动电源的各个方面，从基础理论到高级应用，为读者打下坚实的理论基础。 第一章 LED驱动电源概述 LED照明的兴起与发展： 详细追溯LED照明技术从萌芽到广泛应用的历程，分析其在节能、环保、长寿命、色彩丰富等方面的优势，以及其在各个领域的渗透现状。 LED驱动电源的作用与分类： 深入剖析LED驱动电源在整个LED照明系统中的核心地位，解释其作为能量转换器，将市电转换为适合LED发光所需的恒定电流或恒定电压的必要性。详细介绍线性电源、开关电源（包括降压型、升压型、升降压型、反激式、桥式等拓扑结构）的原理、特点、优缺点及适用场景。 LED驱动电源的关键性能指标： 详细阐述驱动电源的各项关键性能参数，如效率、功率因数（PF）、总谐波失真（THD）、输出稳定性（恒流精度、恒压精度）、纹波系数、可靠性、电磁兼容性（EMC）、绝缘耐压、过温保护、短路保护、开路保护等，并解释这些指标的意义及其对LED照明产品质量的影响。 LED驱动电源的技术发展趋势： 展望LED驱动电源未来的发展方向，包括更高效率、更高功率因数、更小的体积、更低成本、更高的智能化水平、更强的可靠性以及对新材料、新器件的应用等。 第二章 开关型LED驱动电源的设计原理 开关电源的基本工作原理： 详细介绍开关电源的核心组成部分（开关管、电感、电容、二极管、控制电路）及其在不同工作模式下的能量存储与释放过程。 PWM（脉冲宽度调制）控制技术： 深入讲解PWM控制原理，包括其如何通过改变脉冲宽度来调节输出电压或电流，以及在LED驱动电源中的应用。 TL431等基准电压源的应用： 介绍TL431等常用精密基准电压源在电压反馈回路中的作用，以及如何利用其实现精确的电压或电流调节。 MOSFET、二极管等关键器件的选择与应用： 讲解功率MOSFET、肖特基二极管等在开关电源中的作用，以及如何根据具体应用需求选择合适的型号、参数和封装。 环路稳定性分析与补偿： 探讨开关电源的环路稳定性问题，介绍各种补偿技术（如PID补偿、误差放大器设计），确保电源在各种负载和输入电压变化下都能稳定工作。 功率因数校正（PFC）技术： 详细介绍PFC技术的重要性和不同实现方式（有源PFC、无源PFC），并深入分析有源PFC电路（如Boost PFC）的设计原理和关键元件。 第三章 LED驱动电源的典型拓扑与设计实例 降压（Buck）型驱动电源： 详细讲解Buck拓扑的工作原理、设计步骤、元件选择，并给出适用于低功率LED照明的实用设计案例。 升压（Boost）型驱动电源： 详细讲解Boost拓扑的工作原理、设计步骤、元件选择，并给出适用于中高功率LED照明的设计案例。 升降压（Buck-Boost）型驱动电源： 详细讲解Buck-Boost拓扑的工作原理、设计步骤、元件选择，并分析其在特定应用中的优势。 反激（Flyback）型驱动电源： 详细讲解Flyback拓扑的工作原理、隔离特性、设计考量，并给出适用于低功率至中功率隔离型LED驱动电源的设计案例。 桥式（Forward/Half-Bridge/Full-Bridge）驱动电源： 讲解不同桥式拓扑的原理、优缺点，以及在多串LED照明中的应用。 非隔离型驱动电源的设计要点： 强调非隔离型电源在安全性、成本控制方面的优势，并阐述其在接地、安全距离等设计中的注意事项。 隔离型驱动电源的设计要点： 深入讲解隔离变压器设计、绝缘要求、安全标准等，以满足不同应用场景对安全性的严苛要求。 典型设计案例分析： 提供多个具体的设计实例，例如：10W LED路灯驱动电源设计、30W LED筒灯驱动电源设计、100W LED工矿灯驱动电源设计，涵盖原理图、元件选型、PCB布局、实际测试等全过程。 第四章 LED驱动电源的保护与可靠性设计 过温保护设计： 讲解多种过温保护机制（如NTC热敏电阻、温度开关），以及如何将其集成到驱动电源电路中。 过压/欠压保护设计： 分析输入/输出电压异常对LED的影响，介绍相应的保护电路设计。 过流/短路保护设计： 讲解不同类型的过流保护方式（如限流、打嗝模式、关断模式），以及如何实现可靠的短路保护。 开路保护设计： 阐述LED开路可能带来的危害，并介绍相应的保护措施。 EMI（电磁干扰）抑制与EMC设计： 详细介绍EMI的产生源、传播途径，以及各种滤波技术（如输入滤波、输出滤波、EMI抑制元件）在降低EMI方面的作用。讲解EMC设计的基本原则和方法，确保产品符合相关电磁兼容标准。 可靠性设计与寿命预测： 探讨影响LED驱动电源可靠性的因素（如元器件寿命、热设计、应力分析），并介绍提高产品可靠性的设计方法和寿命预测模型。 安规认证与标准： 介绍LED驱动电源相关的国内外安全标准（如CCC、CE、UL），以及在设计中需要遵循的安规要求。 第二篇 LED智能控制技术 本篇将聚焦于LED照明的智能化发展，重点介绍各种控制方式、通信协议以及在智能照明系统中的集成应用。 第五章 LED调光技术 PWM调光： 深入解析PWM调光原理，包括其实现方式、占空比与亮度的关系、调光范围、分辨率等，并分析其在LED驱动电源中的具体实现方法。 模拟调光（CCR - Constant Current Reduction）： 讲解通过改变恒定电流大小来实现调光的原理，分析其优点和局限性。 混合调光技术： 介绍PWM调光与模拟调光的结合应用，以实现更宽的调光范围和更平滑的调光效果。 色温调控技术： 讲解如何通过控制不同色温LED的亮度比例来实现可调色温照明，以及相应的驱动和控制电路设计。 调光电路设计与驱动器选型： 给出不同调光方式的电路设计实例，并指导读者如何根据调光需求选择合适的LED驱动IC。 第六章 LED通信控制技术 有线通信协议： DALI（Digital Addressable Lighting Interface）： 详细介绍DALI协议的架构、报文格式、寻址方式、指令集，以及其在专业照明控制系统中的应用。 0-10V / 1-10V 调光： 讲解模拟调光信号的产生与接收，以及其在简单调光系统中的应用。 PWM信号控制： 介绍外部PWM信号如何控制LED驱动器实现调光。 无线通信协议： Zigbee： 详细介绍Zigbee协议的物理层、MAC层、网络层、应用层，以及其在智能家居和物联网中的应用。 Bluetooth Mesh： 介绍Bluetooth Mesh网络的拓扑结构、通信机制，以及其在智能照明组网中的优势。 Wi-Fi： 分析Wi-Fi在智能照明控制中的应用，包括其连接便利性和通信速率。 RF（射频）控制： 介绍简单的RF遥控技术在LED照明中的应用。 通信协议的选型与集成： 分析不同通信协议的特点，指导读者根据实际项目需求进行选择，并介绍如何在LED驱动和控制系统中集成这些通信模块。 第七章 智能照明系统设计与应用 智能照明系统的基本架构： 介绍智能照明系统的组成部分，包括传感器、控制器、执行器（LED驱动）、用户界面（APP/遥控器/语音助手）等，以及它们之间的协同工作方式。 各类传感器的应用： 详细介绍光照传感器（感应环境亮度）、人体移动传感器（感应人员存在）、温湿度传感器等在智能照明中的作用，以及如何与LED驱动和控制系统联动。 场景模式设置与管理： 讲解如何通过预设的场景模式（如阅读模式、影院模式、睡眠模式）来实现个性化的照明体验，以及相应的系统配置方法。 自动化控制逻辑： 介绍基于时间、光照度、人体活动等触发条件的自动化控制逻辑，例如定时开关灯、感应开关灯、根据自然光自动调节亮度等。 用户交互界面设计： 探讨智能照明APP、遥控器、语音助手等用户界面的设计原则，以及如何提供便捷、直观的控制体验。 智能照明系统集成案例： 提供实际的智能照明系统集成案例，例如：智能家居照明系统、办公楼宇智能照明系统、酒店智能客房照明系统等，详细阐述系统的设计思路、硬件选型、软件开发和调试过程。 第八章 LED驱动与智能控制的未来发展 物联网（IoT）与LED照明的融合： 展望LED照明在万物互联时代的地位，以及如何利用IoT技术实现更高级别的智能化、网络化管理。 人工智能（AI）在智能照明中的应用： 探讨AI技术如何用于学习用户习惯、优化照明场景、预测故障等，实现更具智慧的照明解决方案。 新型LED驱动与控制技术： 介绍最新的LED驱动技术（如数字电源、集成化驱动IC）和控制技术（如Li-Fi、新的通信标准）。 绿色照明与可持续发展： 强调LED照明在节能减排方面的作用，以及如何通过智能控制进一步提升能源利用效率，实现可持续发展。 行业发展趋势与人才需求： 分析LED照明行业未来的发展方向，以及对具备LED驱动与智能控制技能人才的需求。 本书内容丰富、结构清晰、图文并茂，理论联系实际，旨在培养读者扎实的专业技能和解决实际问题的能力。通过学习本书，读者将能够深刻理解LED驱动电源的设计原理，掌握各种智能控制技术，并能够独立完成LED照明产品的设计、开发与集成工作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对智能家居和物联网技术非常感兴趣的普通读者，平时也喜欢琢磨一些电子DIY项目。偶然间看到了这本《LED驱动与智能控制》，就抱着试试看的心态买了下来。读完之后，我发现这本书的内容比我想象的要丰富得多，尤其是关于智能控制的部分，真是太吸引人了！书中详细介绍了如何将LED照明系统与各种智能控制技术相结合，例如使用单片机（如Arduino、STM32）来实现亮度、色温的调节，以及各种灯光场景的切换。它还深入讲解了各种通信协议，比如Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth等在智能照明中的应用，以及如何构建一个局域网或者接入云平台进行远程控制。我特别喜欢书中关于人体感应、光线感应等传感器在智能照明中的应用案例，这让我能够理解如何设计一个能够根据环境和用户需求自动调整照明的系统。书中还提到了如何利用手机App或者智能语音助手（如小爱同学、天猫精灵）来控制LED灯，这让我对未来的智能家居生活有了更直观的认识。虽然我不是专业的高职学生，但书中的讲解方式通俗易懂，很多概念都配有清晰的图示和代码示例，让我这个电子爱好者也能够轻松入门，并且学到了不少实用的知识，对于我参与一些智能照明的DIY项目很有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本《LED驱动与智能控制》真是让我眼前一亮！作为一名高职院校的学生，我一直在寻找一本既能理论扎实又能实践操作的书籍，而这套“半导体照明技术技能人才培养系列丛书”中的这本，恰好满足了我的需求。我特别喜欢它在LED驱动部分的处理方式，没有简单地罗列公式，而是深入浅出地讲解了各种驱动拓扑的原理，例如降压、升压、升降压转换器在LED照明中的应用。书中详细分析了不同拓扑的优缺点，以及如何根据具体应用场景选择合适的驱动方案。更让我惊喜的是，书中还引入了许多实际的电路设计案例，从元器件的选择到PCB布局，都有详细的指导，这对于我们这种需要动手能力强的学生来说，简直是宝藏。我尤其对书中关于恒流驱动的讲解印象深刻，理解了如何通过电流采样电阻、误差放大器以及PWM控制实现精准的恒流输出，这对于保证LED的寿命和光效至关重要。此外，书中关于功率因数校正（PFC）的章节也让我受益匪浅，它详细阐述了PFC的必要性以及几种常见的PFC电路实现方法，例如 CCM PFC 和 DCM PFC，并且对它们的性能指标进行了比较分析。这不仅让我对LED驱动有了更全面的认识，也为我未来的毕业设计打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名正在进行LED照明系统集成项目开发的技术人员，我一直寻求能够全面、系统地阐述LED驱动与智能控制的专业书籍。《LED驱动与智能控制》这本书，可以说是满足了我在这方面的迫切需求。在LED驱动部分，我非常看重书中关于电源效率和热管理的详细分析。书中对不同拓扑的效率曲线进行了精确的比较，并提出了有效的散热设计方案，这对于保证LED灯具的长期稳定运行至关重要。此外，书中关于LED驱动芯片选型和设计流程的介绍，为我实际的项目开发提供了宝贵的参考。而在智能控制章节，我尤其关注书中关于不同智能照明系统架构的探讨，包括集中式控制、分布式控制以及云端控制等。书中对各种通信协议的深入分析，特别是对基于TCP/IP的智能照明控制，如Matter协议的应用前景，以及如何构建可靠、安全的智能照明网络，给了我很大的启发。书中还提供了大量的实际案例，例如如何通过API接口与第三方智能家居平台进行集成，以及如何开发自定义的智能照明控制算法，这对于我目前的系统集成工作具有极高的参考价值。这本书的专业性和实践性都很强，对于我进一步提升LED照明系统的性能和智能化水平非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对电子技术充满好奇心的在校大学生，平时喜欢接触一些跟科技相关的东西。听说这套《半导体照明技术技能人才培养系列丛书》很不错，就特意找来《LED驱动与智能控制》这本书来学习。拿到手后，就被书的封面设计和排版吸引了，感觉很专业。我最先看的是书中的LED驱动部分，虽然之前对电子电路有一些了解，但对LED驱动的深入原理还是第一次接触。书中对各种驱动方式的讲解，比如PWM、PFM，以及如何通过反馈回路来稳定输出电流，我理解得非常透彻。我还特别喜欢书中关于LED模组的讲解，以及如何根据LED芯片的特性来设计合适的驱动电路，这对于我未来在LED照明领域的学习和实践非常有帮助。在智能控制这块，我更是大开眼界。书中介绍的如何用微控制器来控制LED的亮度和颜色，还有如何通过各种传感器来让灯光变得“智能”，比如人来灯亮、人走灯灭，或者根据环境光线自动调节亮度，这些都让我觉得非常酷！而且书中还配有很多代码示例，对于我们学习编程很有指导意义。这本书真的让我对LED照明技术有了全新的认识，不再只是一个简单的发光体，而是可以变得如此智能和人性化。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在照明行业工作多年的工程师，我一直在关注LED照明技术的发展趋势，尤其是驱动和控制方面。近期阅读了这本《LED驱动与智能控制》，我可以说它是一本非常有价值的技术参考书籍。书中对LED驱动电路的深入分析，涵盖了从基础的开关电源拓扑到更高级的数字电源控制技术。我特别欣赏书中关于效率优化和EMI抑制的章节，这些都是在实际产品开发中非常关键的环节。书中对各种保护电路的设计，如过压保护、过流保护、短路保护等，也进行了详细的阐述，这对于提高LED灯具的可靠性和安全性至关重要。在智能控制方面，这本书的内容也非常前沿，它不仅介绍了传统的DALI、0-10V调光协议，还深入探讨了基于IP网络的智能照明控制解决方案，例如如何利用HTTP、MQTT等协议实现互联互通。书中对于各种智能控制算法的讨论，例如PID控制在恒流驱动中的应用，以及如何实现动态亮度补偿和色温一致性控制，都非常有见地。这本书为我提供了一个非常好的平台，让我能够将理论知识与实际应用相结合，更好地理解当前LED照明技术的发展方向，并为我未来的工作提供新的思路和方法。

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