LED照明驅動電源優化設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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沙占友 等 著

圖書標籤:

• LED照明
• 驅動電源
• 優化設計
• 電源技術
• 電力電子
• 照明工程
• 電路設計
• 高效電源
• 開關電源
• 節能技術

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512312173

商品編碼：29755147348

包裝：平裝

齣版時間：2011-02-01

基本信息

書名:LED照明驅動電源優化設計

定價：55.00元

售價：37.4元,便宜17.6元,摺扣68

作者:沙占友 等

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2011-02-01

ISBN：9787512312173

字數：

頁碼：438

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.558kg

編輯推薦

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內容提要

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《LED照明驅動電源優化設計》全麵、深入、係統地闡述瞭LED照明用驅動電源（簡稱LED驅動電源）的優化設計。全書共十二章。章為LED照明及驅動電源概述。第二～五章分彆介紹LED驅動電源芯片的選擇、LED驅動電源的拓撲結構及其應用、功率因數校正電路的設計及單片LED驅動電源的原理與應用。第六～十一章重點闡述AC/DC式LED驅動電源外圍電路設計、智能化LED驅動電源的原理與應用、LED照明燈調光電路的設計、大功率LED驅動電源設計要點、應用技巧及散熱器設計。第十二章專門介紹利用在綫工具軟件實現LED驅動電源優化設計，並給齣瞭應用實例。《LED照明驅動電源優化設計》對廣大讀者自行研發新型LED驅動電源具有重要參考價值。本書為“LED照明與顯示技術叢書”分冊，該叢書還包括《大屏幕LED顯示屏設計與工程實例》和《LED數顯儀錶設計與應用實例》。

目錄

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作者介紹

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沙占友，1968年畢業於南開大學，河北科技大學二級教授(享受國務院特殊津貼)，校級教學名師，河北省教師。已齣版《開關電源優化設計》、《新型單片開關電源設計與應用》、《單芯片交換式電源設計輿應用技術》(中國颱灣·全華科技圖書股份有限公司)、《數字化測量技術》、《單片機外圍電路設計》(2003年獲全國暢銷書奬)、《中外集成傳感器實用手冊》(“十五”國傢重點圖書齣版規劃項目)等40餘部著作，發錶學術論文315篇。曾先後獲得河北省普通高校教學成果一等奬、河北省科技進步奬、河北省十大發明奬和'97布魯塞爾尤裏卡銀奬。

文摘

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序言

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LED照明驅動電源優化設計：創新理念與實踐指南 前言 LED照明作為新一代的綠色光源，正以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵。從璀璨的城市夜景，到溫馨的居傢氛圍，再到高效的工業生産，LED技術以其節能、環保、長壽命、高顯色性等獨特優勢，顛覆瞭傳統照明方式。然而，LED照明的廣泛應用離不開穩定、高效、可靠的驅動電源。驅動電源作為LED照明係統的“心髒”，其性能直接決定瞭LED燈具的壽命、光效、色溫一緻性以及整體的能耗。因此，對LED驅動電源進行深入研究和優化設計，已成為 LED照明技術發展中的關鍵環節，也是推動整個行業嚮前邁進的重要驅動力。 本書旨在為讀者提供一個關於LED照明驅動電源優化設計的全麵視角，深入剖析驅動電源在不同應用場景下的核心挑戰與前沿解決方案。我們將跳齣單純的技術參數堆砌，著重於理解驅動電源與LED芯片、光學係統、熱管理以及電網兼容性之間的深度耦閤關係，從而指導讀者進行更具前瞻性和實用性的設計。我們期望通過對一係列創新設計理念和具體工程實踐的闡述，幫助讀者構建對LED驅動電源優化設計的深刻認知，並掌握切實可行的設計方法與工具。 第一章：LED照明驅動電源技術概覽與挑戰 本章將係統性地介紹LED照明驅動電源的基本構成、工作原理以及不同拓撲結構（如降壓型、升壓型、升降壓型、隔離型等）的優缺點。我們將深入分析驅動電源在實際應用中麵臨的幾大核心挑戰，包括： 效率提升與能效標準： 隨著全球對能源消耗的日益關注，驅動電源的效率成為衡量其性能的關鍵指標。本章將探討如何通過優化電路設計、選擇高效率的功率器件和電感元件，以及采用先進的控製策略來最大化驅動效率，滿足日益嚴格的能效法規要求（如能源之星、CEC、ErP指令等）。 可靠性與壽命保障： LED燈具通常被設計為長壽命産品，而驅動電源的可靠性直接製約著整體壽命。我們將分析導緻驅動電源失效的常見原因，如過熱、過壓、浪湧衝擊、元件老化等，並介紹相應的防護措施和設計策略，如充分的散熱設計、過溫保護、過流保護、浪湧抑製等。 電磁兼容性（EMC）設計： 驅動電源作為開關電源，容易産生電磁乾擾（EMI），影響其他電子設備的正常工作，同時自身也可能受到外部電磁乾擾。本章將詳細闡述EMI産生的機理，並介紹有效的EMI抑製技術，包括濾波設計、PCB布局優化、屏蔽措施等，以及如何通過EMC測試與認證。 功率因數（PF）校正： 在許多國傢和地區，功率因數是衡量電力係統效率的重要指標。低功率因數會導緻電網損耗增加，並可能觸發罰款。本章將深入探討不同功率因數校正（PFC）技術的原理和實現方法，包括無源PFC和有源PFC，分析它們的性能差異及在不同應用場景下的適用性。 調光性能與兼容性： 隨著智能照明和氛圍照明需求的增長，LED驅動電源的調光功能變得越來越重要。我們將詳細介紹各種調光技術（如PWM調光、模擬調光、可控矽調光等）的工作原理，分析不同調光方式對LED光品質和驅動電源性能的影響，並探討如何實現寬範圍、平滑、無閃爍的調光效果，以及與主流調光控製器（如TRIAC、0-10V、DALI）的兼容性問題。 成本控製與集成化： 在商業化應用中，成本是驅動電源設計不可忽視的因素。本章將分析驅動電源的成本構成，並介紹如何在保證性能和可靠性的前提下，通過元件選擇、簡化設計、高度集成化等方式有效降低成本。 第二章：驅動電源拓撲結構與關鍵元件選型 本章將深入探討各種主流的LED驅動電源拓撲結構，並分析其在不同功率等級、隔離要求和應用場景下的優劣勢。我們將重點關注： 非隔離型拓撲： 如降壓型（Buck）、升壓型（Boost）、升降壓型（Buck-Boost）、Cuk、SEPIC等。詳細分析它們的電路原理、工作模式、效率特點、EMI特性以及適用範圍，並結閤實際案例展示其設計考量。 隔離型拓撲： 如反激（Flyback）、正激（Forward）、半橋（Half-Bridge）、全橋（Full-Bridge）等。深入剖析隔離變壓器的設計原則、繞組結構、漏感與寄生電容的影響，以及如何通過隔離設計保證人身安全和滿足不同國傢/地區的安規要求。 關鍵元件的優化選擇： 功率開關器件： MOSFET、IGBT、GaN、SiC等。分析不同器件的特性（如導通壓降、開關損耗、耐壓能力、熱阻等），以及如何根據應用需求進行最優選擇。 二極管： 整流二極管、肖特基二極管、快恢復二極管等。探討其反嚮恢復特性、損耗以及在不同電路中的應用。 電感與變壓器： 磁芯材料的選擇、繞組設計、漏感控製、飽和電流等。重點介紹如何通過優化磁性元件的設計來提高效率、降低損耗並改善EMI性能。 電容： 輸入濾波電容、輸齣濾波電容、儲能電容等。分析不同類型電容（如電解電容、陶瓷電容、薄膜電容）的特性、壽命和ESR（等效串聯電阻）對電源性能的影響。 控製芯片（IC）： PWM控製器、LLC諧振控製器、PFC控製器等。介紹主流控製芯片的特點、工作模式以及如何通過選擇閤適的控製IC來實現高效、穩定的驅動。 第三章：先進的控製策略與效率優化 本章將聚焦於提升LED驅動電源效率的先進控製策略，涵蓋從基本到前沿的技術。 PWM控製與PFM控製： 深入理解Pulse Width Modulation（PWM）和Pulse Frequency Modulation（PFM）控製方式的原理、優缺點及其在不同負載條件下的適應性。 諧振式拓撲（LLC、ZVS/ZCS）： 詳細介紹LLC諧振變換器的工作原理，以及零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）技術在降低開關損耗、提高效率方麵的作用。我們將探討如何設計諧振腔參數以實現寬範圍恒定導通角（CCOA）和恒定頻率（CF）工作。 自適應控製算法： 探討如何設計能夠根據LED負載變化、輸入電壓波動以及環境溫度等因素自動調整工作參數的自適應控製算法，以在各種條件下維持最優效率。 無損耗緩衝電路與軟啓動： 分析軟啓動電路的設計，用於限製開機瞬間的衝擊電流，保護LED和驅動電路。同時介紹各種無損耗緩衝技術，用於吸收開關過程中産生的電壓尖峰，減少損耗。 新型半導體器件的應用： 深入探討寬禁帶半導體器件（如GaN、SiC）在LED驅動電源中的應用前景，分析它們在高頻、高溫工作下的優勢，以及如何利用其特性實現更小體積、更高效率的驅動電源設計。 第四章：熱管理與可靠性設計 驅動電源的工作效率與散熱性能密切相關。本章將詳細闡述LED驅動電源的熱管理策略和提高可靠性的設計方法。 熱量産生與傳遞分析： 分析驅動電源各元件（功率器件、磁性元件、電容等）産生的熱量來源，以及熱量在PCB、外殼、散熱器等部件上的傳遞路徑。 散熱設計原則與方法： 自然對流散熱： 外殼設計、散熱片選擇與布局、空氣流通道的優化。 強製風冷散熱： 風扇選擇、風道設計、聲噪控製。 熱沉與熱管技術： 在高功率密度應用中的散熱解決方案。 PCB布局優化： 閤理放置發熱元件，利用PCB銅箔散熱。 元器件的散熱考量： 選擇具有良好熱阻特性的元器件，並進行必要的散熱評估。 可靠性設計與失效分析： 元器件壽命預測： 特彆是電解電容、固態電容的壽命評估。 過溫保護（OTP）設計： 引入熱敏電阻、溫控開關等，實現精確的溫度監控與保護。 浪湧與瞬態防護： 瞬態電壓抑製器（TVS）、壓敏電阻（MOV）、保險絲等在輸入端的應用。 抗老化設計： 避免長期工作在極限狀態，留有足夠的餘量。 環境適應性設計： 考慮濕度、鹽霧、振動等環境因素對驅動電源可靠性的影響。 第五章：LED驅動電源的智能化與網絡化 隨著物聯網（IoT）和智能傢居概念的興起，LED驅動電源正朝著智能化和網絡化的方嚮發展。 智能調光與色彩控製： 結閤微控製器（MCU），實現更精細的亮度、色溫、RGB色彩調節，以及場景模式的預設與切換。 數據采集與通信接口： 引入傳感器，實時監測驅動電源的工作狀態（如電壓、電流、溫度、功率消耗），並通過各種通信協議（如Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi, DALI, KNX）將數據傳輸至上位係統。 遠程監控與診斷： 實現對LED照明係統的遠程監控、故障診斷與預測性維護，提高管理效率。 功率因數與電網監測： 集成更智能的PFC控製，並實時監測電網質量，提高能源利用率。 與其他智能設備的聯動： 實現LED照明與其他智能傢居設備（如傳感器、語音助手、安防係統）的聯動，構建完整的智能照明生態係統。 軟件與固件開發： 介紹驅動電源控製軟件和固件的設計思路，包括算法實現、參數配置、OTA（Over-The-Air）升級等。 第六章：實際應用與案例分析 本章將結閤不同應用場景，通過具體的案例分析，展示LED驅動電源優化設計的實際應用。 室內照明驅動電源設計： 包括筒燈、射燈、麵闆燈、燈帶等，重點關注高顯色性、無頻閃、寬電壓範圍和智能化控製。 室外照明驅動電源設計： 包括路燈、庭院燈、隧道燈等，重點考慮防水防塵（IP等級）、高可靠性、寬溫度範圍、雷擊防護和智能控製（如光控、時控）。 特殊應用照明驅動電源： 如植物生長燈、醫療照明、舞颱燈光、汽車照明等，分析其特定的技術需求和設計考量。 高功率LED驅動電源設計： 針對大功率LED模組，探討高效率、良好的散熱和高功率因數的設計挑戰。 反嚮設計的分析與藉鑒： 通過對市售優秀LED驅動電源産品的拆解分析，學習其設計思路、元件選擇和製造工藝。 附錄 LED驅動電源相關標準與法規 常用元器件數據手冊解讀 PCB布局設計指南 結語 LED照明驅動電源的設計是一個集電學、熱學、材料學、控製理論和工程實踐於一體的復雜而充滿挑戰的領域。本書力求從理論到實踐，從基礎到前沿，全麵地闡述LED驅動電源優化設計的核心理念和關鍵技術。我們相信，通過對本書內容的深入學習和理解，讀者不僅能夠掌握設計高效、可靠、智能的LED驅動電源所需的核心知識和技能，更能激發創新思維，在不斷發展的LED照明領域中，創造齣更多具有市場競爭力的高品質産品，為推動綠色照明事業的發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對這本書的期望值非常高，畢竟“優化設計”這個詞聽起來就充滿瞭吸引力。然而，閱讀過程中的體驗卻有些令人失望。書中對“優化”的理解似乎過於局限，更多地停留在電路參數的微調和效率的理論提升上，而忽略瞭在實際産品開發中至關重要的成本控製、EMC兼容性以及可靠性測試等關鍵環節。例如，在介紹幾種不同的拓撲結構時，作者隻是簡單羅列瞭各自的優缺點，但沒有深入探討在不同輸入電壓範圍、不同輸齣功率等級下，哪種拓撲在綜閤成本和性能上更具優勢。我更希望能看到一些關於如何平衡性能指標和製造成本的案例分析，或者一些關於如何簡化電路以降低BOM成本的策略。這本書更像是一份純粹的學術研究報告，缺乏麵嚮市場的工程思維。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常古闆和說教式，讀起來枯燥乏味，幾乎沒有激發任何閱讀興趣。作者的語氣總是高高在上，像是在對一群沒有基礎的學生進行灌輸，而不是與有一定經驗的工程師進行知識的探討和分享。很多章節之間的邏輯跳轉顯得非常生硬，前後的銜接不夠自然流暢，導緻我需要頻繁地來迴翻閱上下文纔能理解作者的思路。尤其是在介紹一些較新的設計理念時，作者並沒有采用循序漸進的方式引導讀者理解其背後的驅動力或技術變革的背景，而是直接拋齣瞭結論和公式，讓人感覺信息接收的效率很低。如果能將復雜的理論融入到生動的工程故事或實際的故障排除案例中，這本書的價值一定會大大提升，但目前的文字處理方式，實在讓人難以堅持讀完。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是本天書，完全看不懂！我本來以為能學到一些實用的LED驅動電源設計技巧，結果打開後，裏麵充斥著各種晦澀難懂的公式和晦澀的理論推導。作者似乎很沉迷於數學的精確性，對於工程實踐中的實際應用和常見問題卻著墨不多。比如，關於散熱設計的部分，講得非常理論化，對於如何選擇閤適的散熱材料、如何評估熱阻等實際操作層麵的內容幾乎沒有提及。我嘗試著跟著書中的步驟去搭建一個簡單的驅動電路，但很快就遇到瞭瓶頸，因為書裏假設瞭讀者已經具備瞭非常紮實的電力電子學基礎，很多細節的處理直接跳過去瞭。對於一個初學者或者希望快速掌握應用技術的工程師來說，這本書的門檻太高瞭，讀起來非常吃力，感覺就像在啃一本高級的學術專著，而不是一本實用的設計指南。希望作者能在再版時增加更多結閤實際案例的分析和指導，讓讀者能夠更好地將理論與實踐結閤起來。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書時，我最大的感受是它在“驅動電源”的“LED”屬性上著墨不夠深。它更多地像是一本關於通用開關電源設計的教科書，將LED的特性僅僅視為一個特定的負載來看待。對於LED驅動電源特有的問題，比如光衰補償、色溫漂移控製、瞬態響應對人眼舒適度的影響，這些與光電特性緊密相關的內容幾乎沒有涉及到。優化設計理應包括對光效最大化的考量，但這本書似乎隻關注瞭電能轉換效率。我本以為能學到如何設計一個能精確匹配特定LED陣列的驅動方案，以達到最佳的亮度和色度一緻性，但這本書提供的解決方案似乎太過“通用化”瞭，缺乏針對LED應用場景的深度定製化思考。總而言之，作為一本專門針對LED照明的書，它的專業性和針對性遠低於我的預期。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖錶質量實在不敢恭維。很多電路原理圖畫得非常潦草，關鍵元件的參數標注模糊不清，甚至有些地方的標注和文字描述存在明顯的矛盾，這讓我在對照學習時感到非常睏惑。更要命的是，書中引用的參考文獻似乎有些陳舊，有些技術點已經不是當前行業的主流做法瞭。比如，書中花瞭大量篇幅介紹瞭一種已經被市場淘汰的控製方法，而對於目前廣泛使用的數字控製或高精度恒流控製技術卻一筆帶過。對於一本關注“設計”的書來說，清晰直觀的圖示是至關重要的，但這本書在這方麵做得實在太差瞭，很多復雜的波形圖和仿真結果圖，如果不仔細揣摩，根本看不齣作者想要錶達的核心思想。這極大地影響瞭閱讀的流暢性和信息的獲取效率。