9787118085464 漫步LED世界(驱动电路设计篇) 国防工业出版社 周志敏,纪爱 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：29422790917

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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探索光明的奥秘：LED驱动电路设计实用指南 本书深入浅出地剖析了LED驱动电路设计的核心原理与实践应用，旨在为读者提供一套全面、系统且极具参考价值的解决方案。从基础的LED特性解析，到复杂的电源拓扑选择，再到精密的参数计算与优化，本书层层递进，力求让每一位读者都能在LED驱动的世界里游刃有余。 第一章：LED基础与驱动需求 在本书的开篇，我们首先聚焦于LED这一神奇的光源。读者将了解到LED的发光原理，包括其PN结结构、载流子复合发光过程以及不同类型LED（如贴片LED、大功率LED、COB LED等）在结构、特性上的差异。我们将详细阐述LED的光电参数，如正向电压（Vf）、正向电流（If）、光通量（Φv）、发光效率（ηe）、色温（CCT）以及显色指数（CRI）等，并解释这些参数如何直接影响驱动电路的设计。 更为关键的是，本章将深入探讨LED对驱动电路的特殊需求。不同于传统白炽灯或荧光灯，LED对电流的敏感度极高。过大的电流会导致LED过热、寿命缩短甚至烧毁，而过小的电流则无法达到预期的亮度。因此，恒流驱动成为LED照明的核心要求。我们将解释为何需要精确控制电流，以及恒压驱动在某些特定场景下的局限性。此外，LED的极性、散热需求以及对电源噪声的敏感性也将作为驱动设计必须考虑的因素被一一列举。 第二章：LED驱动电路的分类与基本原理 本章将为读者勾勒出LED驱动电路的宏观图景。我们将从拓扑结构的角度，对目前市场上主流的LED驱动电路进行分类。首先，我们将介绍最基本的阻容降压和线性恒流驱动。阻容降压以其低成本、高效率的特点，在低功率、对成本敏感的场合仍有应用，我们将详细解析其工作原理、优缺点以及电路设计时的注意事项，如容值选取、泄放电阻的作用等。线性恒流驱动则以其结构简单、噪声低的优势，在对音视频设备、医疗设备等要求极高的领域占据一席杆位，我们将深入分析其工作原理，介绍常用的恒流芯片，并讨论其效率问题，以及如何通过散热设计来弥补其不足。 随后，我们将重点引入更具效率和灵活性的开关恒流驱动。开关电源在能源转换效率方面具有显著优势，这对于LED照明的节能化至关重要。我们将从 Buck（降压）、Boost（升压）和 Buck-Boost（升降压）这三种最基本的开关变换器拓扑讲起，详细解析它们的电路结构、工作模式（断续导通模式CCM和连续导通模式DCM），以及它们在LED驱动设计中的适用场景。例如，Buck电路适用于输出电压低于输入电压的情况，Boost电路则适用于输出电压高于输入电压，而Buck-Boost电路则能应对输入电压高于或低于输出电压的复杂情况。 第三章：Buck变换器LED驱动电路设计 Buck变换器作为最常见的降压型开关电源，是LED驱动设计中的明星。本章将以Buck变换器为核心，进行详尽的设计解析。我们将从以下几个方面展开： 工作原理深度剖析： 详细阐述Buck变换器在不同开关状态下的电流和电压变化，分析电感电流的纹波、电容电压的纹波，以及它们对LED性能的影响。 关键元器件选型： 重点指导读者如何选择合适的功率MOSFET（包括其导通电阻Rds(on)、击穿电压Vds、栅极电荷Qg等参数）、肖特基二极管（关注其反向恢复时间trr和正向压降Vf）、输出电感（考虑其电感值L、饱和电流Isat、直流电阻DCR）以及输出电容（关注其等效串联电阻ESR、耐压、纹波电流能力）。 控制方式解析： 介绍电流模式控制和电压模式控制的区别与优劣，以及它们在Buck变换器设计中的应用。我们将重点介绍用于恒流控制的PWM（脉冲宽度调制）控制和PFM（脉冲频率调制）控制，并分析其对LED亮度的调节方式。 参数计算与公式推导： 提供详细的Buck变换器设计公式，包括占空比D的计算、电感电流峰值计算、电容纹波电压计算、输入输出电流计算等。我们将通过实际案例，引导读者一步步完成参数计算，确保电路设计的准确性。 PCB布局与散热设计： 强调PCB布局对开关电源性能的重要性，指导读者如何进行合理的布局，以减小寄生参数的影响。同时，深入探讨LED驱动电路的散热问题，包括功率耗散的计算、散热片的选型以及散热设计的原则。 第四章：Boost变换器LED驱动电路设计 Boost变换器作为升压型开关电源，在需要将低电压转换为高电压以驱动LED阵列时发挥着至关重要的作用。本章将深入探讨Boost变换器在LED驱动设计中的应用。 工作原理与特点： 详细讲解Boost变换器的工作机制，分析其在不同开关状态下的电流路径和电压分布。我们将强调Boost电路在输出端与输入端存在共地，这使得其在某些应用中比Buck电路更具优势。 元器件选择要点： 指导读者如何根据设计需求选择合适的功率MOSFET、续流二极管（与Buck电路不同，Boost电路通常使用续流二极管）、输入电感以及输出电容。我们将重点关注电感在Boost电路中的作用，以及其饱和电流和直流电阻的选取原则。 恒流控制策略： 探讨在Boost变换器中实现LED恒流控制的方法，包括利用PWM控制和PFM控制，以及如何设计相应的反馈环路。 设计公式与案例分析： 提供Boost变换器的核心设计公式，包括占空比、电感值、电流纹波的计算。通过具体的应用案例，演示如何将理论公式应用于实际设计。 输出电压提升与稳定性： 分析Boost电路输出电压提升的限制因素，以及如何通过合理设计来提高输出电压的稳定性和动态响应。 第五章：Buck-Boost变换器LED驱动电路设计 Buck-Boost变换器集降压和升压功能于一体，能够适应输入电压波动范围较大的应用场景，实现更广泛的LED驱动需求。 拓扑结构与工作模式： 详细阐述Buck-Boost变换器的两种基本拓扑结构，并深入分析其在不同工作模式下的电流和电压变化。我们将重点介绍其输出电压极性与输入电压极性相反的特点，以及如何处理这种反极性输出。 元器件选型考量： 指导读者如何根据Buck-Boost电路的特点选择合适的功率开关管、续流二极管、电感和电容。我们将特别强调电感在Buck-Boost电路中承受的电流应力。 通用性与设计挑战： 探讨Buck-Boost变换器在LED驱动设计中的通用性，以及其在效率、EMI（电磁干扰）和稳定性方面面临的设计挑战。 参数计算与设计流程： 提供Buck-Boost变换器的设计公式，并结合实例，引导读者完成电路参数的计算和设计。 第六章：隔离式LED驱动电路设计 对于需要隔离的LED照明应用，如家用照明、商业照明等，隔离式LED驱动电路是不可或缺的选择。本章将聚焦于隔离式驱动的设计。 隔离原理与安全要求： 解释隔离式电源的工作原理，如利用高频变压器实现输入输出的电气隔离。我们将重点阐述安全隔离的重要性，包括绝缘耐压、爬电距离、电气间隙等安全标准。 主流隔离拓扑介绍： 详细介绍几种主流的隔离式开关电源拓扑，如反激式（Flyback）、正激式（Forward）、半桥式（Half-Bridge）和全桥式（Full-Bridge）。我们将分析它们的电路结构、工作特点、效率和功率范围，并指导读者根据具体应用选择合适的拓扑。 反激式驱动设计解析： 反激式拓扑因其结构简单、成本低廉，在低功率LED驱动中应用广泛。本章将以反激式为例，详细解析其工作原理、变压器设计（包括匝比、磁芯材料、漏感等）、功率MOSFET和输出二极管的选择，以及电流反馈控制方法。 变压器设计关键： 深入探讨变压器在隔离式驱动设计中的关键作用，包括如何根据功率、输入输出电压、开关频率等参数计算变压器的初级和次级匝数，如何选择合适的磁芯材料和尺寸，以及如何控制漏感和分布电容。 第七章：LED驱动电路的保护与可靠性设计 一个优秀的LED驱动电路不仅要实现功能，更要具备良好的保护和可靠性。本章将关注这些至关重要的方面。 过压保护： 讨论LED驱动电路中可能出现的过压情况，如雷击、电网波动等，并介绍常用的过压保护电路，如瞬态电压抑制器（TVS）、齐纳二极管等。 过流保护： 详细阐述LED驱动电路的过流保护机制，包括熔断器、自恢复保险丝（PTC）以及开关电源内部的过流检测与限制电路。 过温保护： 强调LED工作温度对寿命的影响，介绍过温保护的必要性，以及如何通过温度传感器（如NTC热敏电阻）和控制电路来实现过温保护。 开路与短路保护： 分析LED驱动电路在开路（如LED灯串断开）和短路（如LED灯串短接）情况下的工作状态，并介绍相应的保护措施。 EMI/EMC设计： 探讨LED驱动电路的电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）问题，介绍滤波电路的设计、PCB布局的优化以及屏蔽措施，以满足相关的EMC标准。 可靠性分析与寿命预测： 引导读者理解影响LED驱动电路可靠性的各种因素，如元器件的选型、工作应力、环境因素等，并介绍一些基本的可靠性分析方法和寿命预测模型。 第八章：集成LED驱动芯片的应用 随着集成电路技术的飞速发展，各种功能强大的集成LED驱动芯片不断涌现，极大地简化了LED驱动电路的设计。本章将介绍集成芯片的应用。 集成芯片的优势： 阐述使用集成LED驱动芯片相比分立元件设计的优势，如电路集成度高、设计周期短、性能稳定、成本效益高等。 主流集成芯片类型： 介绍不同类型的集成LED驱动芯片，包括线性恒流驱动芯片、开关恒流驱动芯片（如Buck、Boost、Buck-Boost集成控制器）、以及集成MOSFET的驱动芯片。 典型应用案例分析： 以具体的集成LED驱动芯片为例，详细解析其内部结构、工作原理、外围电路设计，并提供实际应用案例，如LED日光灯驱动、LED筒灯驱动、LED射灯驱动等。 芯片选型指南： 提供选择合适集成LED驱动芯片的指导，包括根据功率、电压、电流、效率、保护功能、封装形式等因素进行权衡。 第九章：LED驱动电路的测试与调试 成功的LED驱动电路设计离不开严谨的测试与调试。本章将指导读者掌握必要的测试技能。 常用测试仪器介绍： 介绍示波器、万用表、电子负载、功率计、频谱分析仪等在LED驱动电路测试中的作用。 关键性能参数测试： 指导读者如何测试LED驱动电路的输出电压、输出电流、纹波、效率、功率因数（PF）、EMI等关键参数，并解释测试结果的意义。 动态响应测试： 讲解如何进行LED驱动电路的动态响应测试，如负载瞬变响应、电源瞬变响应，以评估其稳定性。 异常情况下的测试： 演示如何在过压、过流、过温等异常条件下进行测试，以验证电路的保护功能。 调试技巧与常见问题分析： 分享LED驱动电路调试过程中的常见问题，如振荡、效率低下、EMI超标等，并提供相应的解决方案和调试技巧。 第十章：新兴LED驱动技术与发展趋势 本章将放眼未来，探讨LED驱动技术的新兴发展方向。 智能化与互联化： 介绍智能LED照明的发展，如通过Zigbee、Wi-Fi等无线技术实现远程控制、亮度调节、色温变化等功能，以及如何设计相应的智能驱动方案。 高功率密度与小型化： 探讨如何通过更高效的拓扑、先进的元器件和优化的热管理技术，实现LED驱动电路的高功率密度和小型化设计。 无极性驱动与多功能集成： 介绍一些创新的驱动技术，如实现LED灯具无极性输入的驱动方案，以及将LED驱动与调光、传感等功能集成化的趋势。 绿色环保与可持续发展： 关注LED驱动电路在节能减排、材料选择、回收利用等方面的绿色化发展趋势。 本书力求内容翔实、图文并茂，通过大量的实例分析和实践指导，帮助读者深刻理解LED驱动电路设计的每一个环节，掌握从理论到实践的转化能力，最终能够独立设计出高性能、高可靠性、低成本的LED驱动电源，在蓬勃发展的LED照明领域大放异彩。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对LED照明领域有着浓厚兴趣的技术爱好者，我一直希望能够深入理解LED驱动电路的各个环节，特别是那些能直接影响LED性能和寿命的关键技术。我曾设想这本书能够详细阐述不同类型LED（如COB、SMD）的驱动特性差异，以及如何针对这些差异来优化驱动电路设计。我还期待书中能包含关于LED驱动电源的效率优化、功率因数校正（PFC）电路的设计原理、以及如何实现高精度的恒流输出。例如，对于一些要求极高的专业照明领域，如医疗照明、植物照明等，对LED的光谱、亮度、显色指数都有严格的要求，这背后离不开精准的驱动控制。我希望能在这本书中找到关于如何设计出能够满足这些特殊需求的驱动电路的指导。然而，阅读完后，我发现书中对这些高级应用的探讨相对不足，更多的是对基础原理的介绍。虽然基础知识很重要，但对于希望在LED驱动设计领域有所建树的读者来说，更深入、更具体的设计方法和案例分析会更有价值。这本书在提供理论基础方面做得不错，但在将理论转化为实践、解决复杂工程问题方面，还有提升的空间。

评分☆☆☆☆☆

在阅读这本书的过程中，我发现自己对LED驱动电路设计的理解并没有得到预期的深化。我原本期望能够在这本书中找到关于如何设计出更具创新性和高效率的LED驱动方案的灵感，例如关于如何利用更先进的控制算法来提升驱动电路的性能，或者如何设计出能够适应复杂环境变化的驱动系统。我特别对如何实现LED的动态功率管理、如何设计出集成度更高、成本更低的驱动模块，以及如何应对LED老化导致的参数变化等问题抱有浓厚的兴趣。我希望书中能够提供一些关于这些前沿技术的研究成果或应用案例。然而，这本书的内容更多地集中在对传统驱动电路的介绍上，虽然这些内容也很有价值，但对于我这样希望紧跟技术发展潮流的读者来说，则显得不够前瞻。在实际阅读时，我常常会思考书中提供的设计方法在面对未来更复杂、更智能化的LED应用时，是否仍具备足够的鲁棒性和可扩展性。因此，尽管这本书涵盖了一些基础知识，但在激发创新思维、提供面向未来的解决方案方面，我觉得还有进步的空间，未能完全满足我对于“探索LED驱动世界”的期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对电子技术充满好奇的爱好者，我最近入手了一本关于LED驱动电路设计的书籍，虽然这本书的封面和标题吸引了我，但实际阅读体验却让我觉得有些“意犹未尽”，甚至可以说，它并没有完全触及我最想了解的核心内容。我本来是抱着学习如何设计出更高效、更稳定的LED驱动电路的愿望来阅读的。特别是针对一些高端应用，比如高亮度LED照明、LED显示屏的驱动，甚至是一些对电流精度要求极高的场合，我期待能够深入理解各种拓扑结构（如升压、降压、升降压）的优缺点，以及它们在不同场景下的适用性。我希望能学习到如何通过优化电路参数、选择合适的元器件来降低功耗、提高功率因数，并有效解决LED的色温漂移、闪烁等问题。然而，书中的内容似乎更多地停留在了基础概念的介绍和一些通用性的设计原则上，对于一些更具挑战性的问题，比如EMI抑制、热管理策略、或者是一些非常规驱动方式的探讨，则显得有些浅尝辄止。我理解任何一本书都无法做到面面俱到，但对于我这样希望在LED驱动设计领域有所突破的读者来说，这本书的深度似乎还有提升的空间，未能完全满足我对于“设计”二字的深度探索需求。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我购买这本书的初衷是为了深入了解LED驱动电路设计的细节，但读完后，感觉它更像是一本“入门指南”而非“进阶宝典”。我尤其关注的是一些复杂应用的驱动设计，例如大功率LED阵列的均流问题、LED的调光技术（PWM、线性调光）的实现原理及优劣势分析，以及如何设计出具有保护功能的驱动电路（如过压、过流、过温保护）。我希望书中能提供更详尽的计算公式、原理图分析，甚至是一些实际案例的电路设计流程和调试经验。例如，在设计LED驱动电源时，如何根据LED的规格（电压、电流、功率）选择合适的芯片，如何计算电感、电容的参数，如何对PCB布局进行优化以减小寄生参数的影响，以及如何进行EMC设计，这些都是我迫切想要学习的内容。然而，这本书在这方面的内容相对有限，对于一些关键的设计细节，例如如何精确控制输出电流以保证LED寿命和亮度一致性，如何处理输入电压波动对输出的影响，以及如何实现高效的软启动和软关断，都没有给出足够深入的讲解。因此，在阅读过程中，我常常会觉得意犹未尽，未能找到解决实际设计难题的关键思路。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电子产品的发展抱有极大的热情，尤其是LED技术，它在照明、显示等领域扮演着越来越重要的角色。在接触这本书之前，我对于LED驱动电路的设计一直有着很多疑问，例如如何在高低温环境下保持LED驱动的稳定性，如何设计出具有良好电磁兼容性的驱动电路，以及如何有效地管理LED驱动电源的功耗以实现绿色节能。我希望这本书能提供一些切实可行的解决方案，例如在设计恒流源时，如何选择合适的反馈元件来精确控制电流，如何通过优化拓扑结构来提高效率，以及如何处理LED在开关瞬间产生的浪涌电流。我也对如何利用PWM调光技术来实现不同亮度的LED照明，以及如何避免调光过程中产生的闪烁现象非常感兴趣。然而，这本书在这些方面的论述相对比较笼统，未能提供足够具体的设计指导和技术细节。尽管书中提到了一些基本的设计原则，但我感觉要将这些原则应用到实际的复杂项目中，还需要大量的额外研究和实践。因此，这本书虽然提供了一些基础信息，但并未能完全解答我心中关于LED驱动电路设计的一些关键困惑。