LED照明驱动器设计步骤详解 9787508390956 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨恒 著

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• 实用指南
• 9787508390956
• 技术手册

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508390956

商品编码：29595712327

包装：平装

出版时间：2010-01-01

图书基本信息
图书名称	LED照明驱动器设计步骤详解	作者	杨恒
定价	45.00元	出版社	中国电力出版社
ISBN	9787508390956	出版日期	2010-01-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.477Kg

内容简介

本书根据近几年LED照明市场的发展现状，概要分析了LED的技术发展和今后在照明应用市场的发展方向，并结合LED驱动器拓扑及元器件选择方法，以LED照明灯具与驱动器的设计及LED配合应用为重点，按照LED驱动器的产品设计顺序给出完整的应用实例，具有较强的“实战性”与参考性。 全书共分9章，分别介绍了LED照明市场分析及LED技术参数，LED驱动电路拓扑选择，正确选用LED驱动器常用元器件，射灯类LED、LED荧光灯、橱柜灯、台灯、路灯、景观照明及LED人体感应灯与广告灯的驱动器设计。本书给出了LED照明灯具与驱动电路，读者完全可根据给出的电路原理图直接应用或结合具体的使用条件设计出*的产品。 本书题材新颖、内容丰富多彩、通俗易懂、切合实际，将照明用LED的参数选择与驱动器工作原理有机结合，具有广泛的适用性。本书可供从事LED照明灯具与驱动器设计的相关技术人员参考阅读。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

LED照明驱动器设计是LED照明系统核心技术之一，直接关系到LED的亮度、色温、寿命以及整个系统的能效表现。一本全面深入的指南，将系统性地梳理LED驱动器设计的全过程，从基础理论到实践应用，帮助读者掌握关键技术和设计方法。 第一章：LED基础及其驱动需求 在深入探讨驱动器设计之前，理解LED的特性至关重要。本章将从LED的发光原理、PN结特性入手，详细介绍LED的电学参数，如正向电压（Vf）、正向电流（If）、反向击穿电压（Vr）、功率耗散（Pd）等。特别地，将深入剖析LED的温度特性，包括Vf随温度的变化以及亮度与温度的关系，这将直接影响到驱动器设计的温度补偿策略。 接着，本章将阐述LED对驱动电源的基本要求。相较于传统的白炽灯或荧光灯，LED对驱动电源的稳定性要求极高。驱动电源不仅需要提供稳定恒定的电流（恒流驱动），还需要具备良好的电压适应能力，以应对电网电压的波动。此外，LED对电源的效率、功率因数、电磁兼容性（EMC）以及安全性等方面也有着严苛的要求。理解这些需求是后续设计决策的基石。 第二章：LED驱动器基本拓扑与选择 LED驱动器本质上是一种DC/DC转换器，用于将交流市电或直流电源转换为满足LED工作需求的特定电压和电流。本章将系统介绍几种主流的LED驱动器拓扑结构，包括： 线性驱动器： 结构简单，成本低，但效率较低，易发热，适用于低功率、对效率要求不高的场合。将详细分析其工作原理，优缺点以及应用场景。 开关电源（SMPS）拓扑： 降压（Buck）拓扑： 最常用的DC/DC降压拓扑，将较高直流电压降低为较低直流电压。将深入讲解其基本工作原理、关键元器件（电感、电容、开关管、二极管）的选择与计算，以及占空比、纹波等设计考量。 升压（Boost）拓扑： 用于将较低直流电压升高为较高直流电压。分析其工作原理、元器件选择及设计要点。 升降压（Buck-Boost）拓扑： 能够实现电压的升高或降低，具有更灵活的电压适应能力。介绍其工作原理及设计方法。 隔离型拓扑： 如Flyback（反激）、Forward（正激）、Half-Bridge（半桥）、Full-Bridge（全桥）等。强调隔离的必要性（安全、EMC）以及各种隔离拓扑的特点、适用范围、变压器设计（匝比、磁芯选择）、以及在LED驱动中的应用。 本章的重点在于为读者提供一套选择合适拓扑的判断标准。将从LED的输入电压范围、驱动电流大小、对效率和功率因数的要求、成本预算、以及对隔离的需求等多个维度出发，引导读者做出最优化的拓扑选择。 第三章：LED驱动器关键元器件选型与设计 元器件的合理选型直接决定了驱动器的性能、可靠性和成本。本章将聚焦于驱动器设计中几个核心元器件的选型细节： 功率开关管（MOSFET/IGBT）： 讲解不同类型开关管的特性（耐压、导通电阻、开关损耗），如何根据驱动电流、开关频率和耐压要求选择合适的型号。重点分析开关损耗的计算和降低方法。 电感器： 作为储能元件，电感器的参数（电感量、饱和电流、直流电阻）至关重要。将详细介绍电感量的计算方法，如何选择合适的磁芯材料（铁氧体、非晶合金等）以降低损耗，以及考虑温升和噪声问题。 电容器： 包括输入滤波电容、输出滤波电容、储能电容等。讲解不同类型电容器（陶瓷电容、电解电容、薄膜电容）的特性，ESR（等效串联电阻）和ESL（等效串联电感）的影响，以及如何根据纹波要求和工作频率进行选型。 功率二极管： 在一些拓扑中作为整流和续流元件。介绍肖特基二极管的优势（低压降、快速恢复），如何根据正向电流、反向耐压和结温等参数进行选择。 控制芯片（PWM控制器/LED驱动IC）： 介绍不同类型的控制芯片，包括电压模式、电流模式PWM控制器，以及专用的LED驱动IC。讲解如何根据驱动器的拓扑、控制方式（恒流、恒压）和附加功能（调光、保护）选择合适的控制芯片。 第四章：恒流控制策略与设计 LED照明的核心在于实现精确的恒流驱动，以确保亮度稳定并延长LED寿命。本章将深入探讨各种恒流控制策略： 电流检测方法： 采样电阻法： 最常用的一种方法，通过检测流过采样电阻的电压降来反馈电流。将详细分析采样电阻的选型（阻值、功率）、误差来源以及如何最小化其影响。 电感电流检测法： 在某些拓扑中，可以直接检测电感电流作为反馈信号，提高效率。 电荷泵/集成电路法： 一些专用的LED驱动IC集成了更精密的电流检测和控制电路。 控制环路设计： PID控制： 详细讲解PID控制器的原理，如何根据系统动态特性整定P、I、D参数，以实现快速、稳定的恒流输出。 滞环控制（Hysteretic Control）： 一种更简单的控制方式，通过阈值来控制开关管的通断。 CCM（连续导通模式）与DCM（非连续导通模式）下的恒流控制： 分析不同工作模式对恒流控制精度的影响。 恒流精度与纹波控制： 讨论影响恒流精度的因素，如基准电压漂移、元器件参数变化、以及如何通过优化控制环路和滤波来降低输出电流纹波，以满足不同应用场景的需求。 第五章：效率与功率因数优化 高效率和高功率因数是现代LED驱动器设计的关键指标，直接关系到能源节约和电网的健康运行。 效率优化： 降低传导损耗： 优化元器件的导通电阻（MOSFET、电感DCR），减小电流密度。 降低开关损耗： 选择合适的开关频率，优化开关波形，采用软开关技术（如ZVS、ZCS）。 降低磁性元件损耗： 合理选择磁芯材料和尺寸，优化绕组设计，减少涡流损耗和磁滞损耗。 降低辅助电路功耗： 优化待机功耗，简化辅助电源设计。 功率因数校正（PFC）： 无源PFC： 结构简单，成本低，但功率因数提升有限。 有源PFC（APFC）： 通过升压或降压拓扑实现功率因数的主动校正。本章将重点介绍APFC的工作原理，包括Boost PFC、Flyback PFC等。详细分析APFC控制芯片的选择、关键元器件（高压电解电容、大功率电感、升压开关管）的选型与设计，以及如何满足相关法规要求（如IEC 61000-3-2）。 第六章：EMI/EMC设计与电磁兼容性 LED驱动器作为开关电源，会产生电磁干扰（EMI），同时也需要具备抵抗外部电磁干扰（EMS）的能力，即电磁兼容性（EMC）。 EMI产生机理： 分析开关电源中EMI的来源，如开关瞬间的电流变化、寄生参数、PCB布线等。 EMI抑制技术： PCB布局与布线： 讲解电源地、信号地分离，电流环路最小化，高频信号屏蔽等布线原则。 滤波设计： 输入EMI滤波器（X电容、Y电容、共模电感、差模电感）的设计与选型。 屏蔽设计： 金属外壳、屏蔽罩的使用。 软开关技术： 降低开关损耗和EMI。 EMC测试与标准： 介绍相关的EMC测试项目（传导发射、辐射发射、抗扰度测试等）以及国内外主要的EMC标准。 第七章：保护功能设计与可靠性 LED驱动器需要具备多种保护功能，以确保LED和驱动器自身的安全运行。 过压保护（OVP）： 防止输出电压过高损坏LED。 过流保护（OCP）： 防止输出电流过大烧毁LED或驱动器。 过温保护（OTP）： 检测驱动器关键部位（如MOSFET、变压器、LED模组）的温度，在超温时自动降低输出功率或关断。 短路保护： 输出端发生短路时，驱动器能够安全地停止工作。 开路保护： 输出端开路时，驱动器能够安全地工作或停止。 可靠性设计： 元器件寿命考量： 特别是电解电容的寿命，以及如何通过选择高品质元器件和合理设计来延长产品寿命。 温升分析与控制： 通过热仿真或实际测试，评估关键元器件的温升，并采取措施（如增加散热片、优化PCB布局）进行控制。 安规要求： 介绍与LED驱动器相关的国际和国内安全标准（如IEC/EN 61347系列），以及在设计中需要考虑的绝缘要求、爬电距离、电气间隙等。 第八章：调光技术与智能控制 随着智能照明的普及，LED驱动器的调光功能变得越来越重要。 PWM调光（脉冲宽度调制）： 最常用的LED调光方式，通过改变脉冲宽度来控制LED的亮度。详细介绍PWM信号的产生、频率选择、占空比控制以及如何与主控芯片集成。 模拟调光（0-10V/1-10V）： 通过改变控制电压来调节LED亮度。 DALI/DMX等数字调光协议： 介绍这些工业级或舞台照明常用的数字通信协议，以及驱动器如何配合这些协议进行远程控制和智能组网。 智能控制集成： 探讨如何将Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等无线通信模块集成到驱动器中，实现手机APP或智能音箱的控制。 第九章：实际案例分析与设计流程 本章将通过几个典型的LED照明应用场景，如筒灯、射灯、灯带、高棚灯等，展示完整的驱动器设计流程。 需求分析： 根据应用场景确定LED的类型、功率、电压、电流、色温等参数，以及对驱动器的效率、功率因数、调光、防水等级等要求。 拓扑选择与计算： 基于需求分析，选择合适的驱动器拓扑，并进行初步的元器件参数计算。 PCB设计与布局： 重点讲解高频器件的布局、散热设计、EMI/EMC的考虑。 样机制作与调试： 实际制作驱动器样机，并进行各项性能指标的测试与调优。 法规认证： 提及为产品上市需要进行的安规、EMC等认证过程。 第十章：未来发展趋势 最后，本章将展望LED驱动器设计的未来发展方向，包括： 更高效率与更低成本： 持续追求更高的能量转换效率，降低制造成本。 智能化与互联化： 驱动器将更加智能化，支持更丰富的通信协议和远程管理。 集成化与小型化： 进一步集成控制、通信、传感等功能，减小驱动器体积。 绿色环保与可持续性： 关注材料的环保性，以及产品的可回收性。 先进的电力电子技术在LED驱动中的应用： 如氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）等新型半导体材料的应用，以及更先进的拓扑和控制策略。 通过对以上各章节的系统阐述，本书将为读者构建一个完整、深入的LED照明驱动器设计知识体系，帮助读者掌握从理论到实践的整个过程，设计出高性能、高可靠性、高性价比的LED驱动器产品。

评分☆☆☆☆☆

我对LED照明技术一直保持着浓厚的兴趣，它不仅改变了我们的照明方式，也带来了节能环保的新理念。作为一个业余爱好者，我曾经尝试过DIY一些简单的LED灯具，但遇到驱动器设计时就犯了难，很多理论知识都听起来很晦涩，实践起来更是困难重重。我希望找到一本能够用通俗易懂的语言，将复杂的驱动器设计原理讲解清楚的书籍。当我看到“LED照明驱动器设计步骤详解”这个书名时，心中涌起一股希望。我希望这本书能够从最基础的元器件入手，一步步引导读者完成整个设计流程，包括原理图的绘制、元件的选择、PCB的布局，以及最终的调试和测试。我期望它能够用大量的图示和实例来辅助说明，让我这样的初学者能够更容易地理解和掌握。这本书的ISBN号，9787508390956，对我来说只是一个识别符号，但背后所代表的内容，我希望能够解答我心中关于LED驱动器的无数疑问，让我能够自信地完成自己的DIY项目，享受创造的乐趣，并为环保出一份力。

评分☆☆☆☆☆

在当前智能家居和物联网概念日益普及的背景下，LED照明的智能化应用也变得越来越重要。我从事的是智能照明系统的研发工作，在集成LED驱动器到整个智能系统中时，经常会遇到一些意想不到的问题，比如驱动器的稳定性、通信协议的兼容性、以及如何实现精细的调光和色彩控制等。我看过一些关于LED照明的书籍，但很多都侧重于LED芯片本身或者光学设计，对于驱动器这一关键环节的深入探讨并不多。这本“LED照明驱动器设计步骤详解”的书名，让我觉得它可能填补了这一空白。我希望这本书能够深入讲解各种智能LED驱动方案，例如PWM调光、0-10V调光，以及如何与MCU、传感器等进行无缝对接。我还想了解一些关于驱动器效率优化、电磁兼容性（EMC）设计以及可靠性保障的先进技术和方法。如果书中能提供一些实际的智能驱动器电路设计案例，并分析其优缺点，那将对我非常有帮助，能够帮助我更好地设计出符合市场需求的智能LED照明产品，提升产品的竞争力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下深刻的印象，金属质感的光泽，搭配着简洁的LED灯珠图标，立刻吸引了我，仿佛预示着里面蕴含着许多关于光与电的奥秘。我是一名电子工程专业的学生，最近正在进行一个LED照明项目的设计，之前对驱动器的理解仅限于一些基础的概念，但总觉得不够系统和深入。在寻找相关资料时，偶然发现了这本书，书名就直击了我的痛点，“设计步骤详解”，这正是我急需的。我迫不及待地翻开第一页，想要一探究竟，期望它能为我指明方向，帮助我克服项目中的技术难题。尤其是在选择合适的LED芯片、计算驱动电流、设计恒流电路等方面，我希望能有清晰的理论指导和详实的工程案例，让我在实践中少走弯路。这本书的出版信息，如出版社和ISBN，也给我一种可靠的感觉，相信它经过了严谨的审校，内容具有一定的权威性。我非常期待在接下来的阅读中，能够学到实用的知识，并将所学应用到我的项目中，最终实现一个高性能、高效率的LED照明产品，这对我来说将是巨大的成就感。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深LED照明工程师，我在行业内摸爬滚打了近十年，参与过大大小小无数个项目，从简单的室内照明到复杂的户外亮化工程，驱动器设计始终是我工作的核心部分。在这个快速发展的领域，新技术层出不穷，传统的驱动方式也面临着新的挑战，例如如何提高能效、降低成本、满足日益严格的环保标准，以及实现智能化控制等。当我看到这本书的介绍时，我并没有抱太大期望，因为市面上类似题材的书籍已经很多，但往往流于表面，缺乏深入的探讨。不过，9787508390956这个ISBN号引起了我的注意，我记得这个出版社在工程技术领域有着良好的口碑。我决定先大致浏览一下目录和部分章节，看看它是否能提供一些新的视角或者更具操作性的解决方案。我特别关注那些关于高功率驱动、隔离与非隔离设计的优劣分析，以及在特定应用场景下的拓扑结构选择，如果书中能在这方面给出一些独到的见解，或者分享一些业界先进的经验，那这本书的价值将大大提升，甚至可能成为我工具箱里的又一件利器，帮助我更好地应对未来的设计挑战，以及在技术交流中提供更专业的论据。

评分☆☆☆☆☆

我是一位长期关注新能源和环保技术的媒体从业者，我一直在寻找能够深入剖析LED照明技术在节能减排方面贡献的书籍。LED照明以其高效、长寿命的特点，正在逐步取代传统的照明方式，而驱动器作为LED照明系统的“心脏”，其设计的好坏直接关系到整个系统的效率和寿命。我希望这本“LED照明驱动器设计步骤详解”能够提供一些关于如何设计高效率、低功耗的LED驱动器的方法，例如如何通过选择合适的拓扑结构、优化控制算法、以及采用先进的功率器件来降低能量损耗。我还对书中是否能探讨驱动器在不同环境下的可靠性表现，以及如何通过设计来延长LED灯具的使用寿命感兴趣。如果书中能包含一些关于LED驱动器标准化和未来发展趋势的讨论，那将更有助于我撰写关于LED照明行业发展前景的报道，为公众普及LED照明的优势，并呼吁更多人关注和支持节能技术。这本书的ISBN号，9787508390956，对我而言，是通往了解这一关键技术的入口。