LED灯具的电磁兼容设计与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄敏超 著

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• EMC
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• 电源设计
• 电路设计
• 干扰抑制
• 测试标准
• 应用技术

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121258749

商品编码：29640287006

包装：平装

出版时间：2015-04-01

基本信息

书名：LED灯具的电磁兼容设计与应用

定价：58.00元

作者：黄敏超

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-04-01

ISBN：9787121258749

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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作者针对LED及其驱动器EMC实务问题用心编写了这本工程设计参考书籍，力求浅析易懂、快速有效。EMC问题是业界产品开发的共同难点，目前业界设计主要依赖于实践经验，理论依据不足。本书中独特的EMI解决方法可直接在设计中使用，便捷且有理论依据，特别适合从事LED及通用开关电源设计者参考。

内容提要

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本书从电磁兼容三要素出发，结合电磁兼容法规，深入介绍了电磁兼容问题的基本原理、具体的设计方法和解决措施，并以实际案例进行佐证。本书后介绍了两种快捷实用的电磁干扰和抗干扰解决方法：时频穿越法和递进应力法。时频穿越法借助近场探头和频谱分析仪，准确定位噪声源和传播途径，根据时域和频域下的噪声特性找到针对性的EMI解决方案；递进应力法通过递进干扰源强度的方法来确认产品受到影响的机理，然后采取有效的抗干扰措施。本书介绍的电磁兼容的设计理念和解决方案，不仅适用于LED灯具，也适用于通信电源、医疗电源、充电器、光伏逆变器、电动机驱动以及存在di/dt和du/dt骚扰源的应用场合。

目录

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章 LED灯具面临的挑战
1.1 LED灯具的兴起
1.2 价格的挑战
1.3 光效的挑战
1.4 全球法规的挑战
1.5 兼容性的挑战
1.6 可靠性的挑战
1.7 电磁兼容性的挑战
1.8 小结
第2章 电磁兼容设计基本概念
2.1 电磁干扰（EMI）和电磁抗干扰（EMS）
2.2 电磁干扰源
2.2.1 自然干扰源
2.2.2 人为干扰源
2.2.3 电磁场的基本特性
2.2.4 辐射天线
2.3 传播途径
2.3.1 差模干扰和共模干扰
2.3.2 近场干扰和远场干扰
2.4 敏感设备
2.5 噪声的常见抑制方法
2.5.1 传导噪声的常见抑制方法
2.5.2 辐射噪声的常见抑制方法
2.6 小结
第3章 详解LED灯具的电磁兼容法规
3.1 面对电磁兼容法规的困惑
3.1.1 法规中的法规
3.1.2 不同国家和地区的要求
3.1.3 灯具和配件要求不同
3.2 外电磁兼容的历史背景
3.3 电磁兼容标准的框架
3.4 电磁兼容测试分类
3.5 电磁干扰（EMI）
3.5.1 传导骚扰测试（EN55015）
3.5.2 辐射骚扰测试（EN55015）
3.5.3 输入电流谐波测试（EN61000-3-2）
3.5.4 注入公共电网的骚扰电压测试（EN61000-3-3）
3.6 电磁抗干扰（EMS）（EN61547）
3.6.1 静电放电（IEC61000-4-2）
3.6.2 射频电磁场（IEC61000-4-3）
3.6.3 电快速瞬变脉冲群（IEC61000-4-4）
3.6.4 浪涌（雷击）（IEC61000-4-5）
3.6.5 注入电流（IEC61000-4-6）
3.6.6 工频磁场（IEC61000-4-8）
3.6.7 电压跌落和中断（IEC61000-4-11）
3.6.8 电磁抗干扰测试小结
3.7 小结
第4章 输入功率因数PF的设计考虑
4.1 功率因数矫正（PFC）的目的
4.2 电路解决方案
4.2.1 无源填谷式PFC电路
4.2.2 无源PFC降压恒流驱动电路（PPFC Buck）
4.2.3 无源PFC反激式恒流驱动电路
4.2.4 APFC降压恒流驱动电路
4.2.5 APFC反激式恒流驱动电路
4.2.6 两级功率变换的恒流驱动电路
4.2.7 高压分段线性恒流驱动电路
4.3 驱动器控制芯片的选择
4.4 实际应用案例
4.4.1 单级Buck降压非隔离驱动器
4.4.2 单级PFC反激式隔离恒流驱动器
4.4.3 多串变压器LLC隔离恒流驱动器
4.4.4 高压分段线性恒流驱动器
4.5 小结
第5章 EMI设计考虑
5.1 为何结构设计会影响EMC性能
5.1.1 LED灯具机械结构如何影响其EMC性能
5.1.2 安全法规中的传统灯具分类
5.1.3 灯具的接地结构
5.1.4 驱动器的接地结构
5.1.5 灯珠模块的寄生电容Cstray
5.2 安规电容
5.2.1 X电容的作用
5.2.2 X电容的分类
5.2.3 X电容的限制
5.2.4 Y电容的作用
5.2.5 Y电容的分类
5.2.6 Y电容的限制
5.3 驱动器工作模式
5.3.1 准谐振反激式变换器（Quasi-Resonant Flyback Converter）
5.3.2 电流临界连续功率因数矫正变换器（CRM PFC Converter）
5.3.3 LLC谐振隔离变换电路
5.4 布线设计考虑
5.4.1 PCB布局
5.4.2 回路面积
5.4.3 VCC和VSS回路面积
5.4.4 回路磁场抵消
5.4.5 接地技术
5.4.6 地平面和功率平面
5.4.7 PCB走线的寄生参数
5.4.8 过孔
5.5 无Y电容的解决方案
5.6 实际应用案例
5.6.1 案例1：40W非隔离LED驱动器的LED三防灯
5.6.2 案例2：20W隔离LED驱动器的工作灯
5.7 电磁兼容设计面对的冲突
5.7.1 灯具的结构
5.7.2 安规的冲突
5.7.3 热设计的冲突
5.7.4 冲突的权衡
5.8 小结
第6章 雷击浪涌的设计考虑
6.1 应用场合与防雷要求
6.1.1 室内灯具的防雷
6.1.2 室外灯具的防雷
6.1.3 实际应用场合的雷击浪涌强度
6.2 整体电气结构、机械结构与雷击浪涌电流
6.3 防雷器件的选型及使用
6.3.1 雷击浪涌吸收器件
6.3.2 放电间隙
6.3.3 气体放电管
6.3.4 压敏电阻选型
6.3.5 智能型压敏电阻
6.4 雷击浪涌实际案例
6.5 小结
第7章 电磁兼容（EMC）问题的诊断和调试技巧
7.1 产品开发周期的主要瓶颈——电磁干扰（EMI）
7.2 不同频率段下的EMI诊断和解决措施
7.3 时频穿越法解决EMI问题
7.3.1 近场探头的特性及其使用方法
7.3.2 案例1：时频穿越法快速解决EMI问题
7.3.3 案例2：25W隔离型LED驱动器
7.4 递进应力的雷击浪涌测试方法
7.4.1 法规要求的确认
7.4.2 测试准备
7.4.3 测试设备的确认
7.4.4 递增雷击浪涌应力测试
7.4.5 确认原因
7.4.6 解决措施
7.4.7 余量验证
7.5 小结
参考文献

作者介绍

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1998年于浙江大学获得博士学位，2011年创办上海正远电子技术有限公司，专注于电力电子技术的研究和应用，主攻电磁兼容和可靠性设计及应用的解决方案与技术培训。现兼任中国电源学会专家委员会委员、科普工作委员会主任委员，上海电源学会副秘书长等职务。

文摘

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工具书>百科全书

序言

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工具书>百科全书

现代照明的光影艺术：LED照明技术革新与未来展望 本书是一部深入探讨LED照明技术发展脉络、核心原理、创新应用及未来趋势的专业著作，为照明行业的设计师、工程师、研究人员以及对前沿科技感兴趣的读者提供一份详尽的参考。 第一章：照亮未来的曙光——LED技术概览与发展历程 本章将引领读者回顾LED（发光二极管）技术的诞生与演进。从早期红、绿、黄等单色LED的出现，到如今实现全彩、高亮度的白光LED，LED技术经历了怎样的技术突破？我们将追溯其关键的发明节点，分析不同时期LED材料、结构、驱动方式的革新如何推动了其性能的飞跃。同时，本章将详细阐述LED照明相对于传统照明（如白炽灯、荧光灯、卤素灯）在能源效率、寿命、环保性、设计灵活性等方面的显著优势，为理解LED照明的颠覆性意义奠定基础。我们还将探讨LED照明在政策推动、市场需求驱动下，如何一步步从特种照明走向主流照明，深刻改变着我们的生活和工作环境。 第二章：LED照明的“心跳”——核心光学与电子原理解析 要真正掌握LED照明的设计与应用，理解其核心原理至关重要。本章将深入剖析LED发光的物理机制，解释半导体PN结如何产生光，以及光色、显色指数（CRI）、光效（lm/W）等关键光学参数的形成与意义。我们将详细介绍不同类型的LED芯片，如表面贴装器件（SMD）、集成式LED模组（COB），以及它们各自的特性与应用场景。 在电子层面，本章将聚焦LED驱动技术。LED的电流-电压特性是非线性的，需要精确的驱动电路来保证其稳定工作和最佳性能。我们将详细介绍不同类型的LED驱动器，包括线性恒流驱动、开关恒流驱动（Buck、Boost、Buck-Boost拓扑），以及它们的优缺点、设计考量和效率影响。此外，功率因数（PF）、谐波失真（THD）等电气参数的分析与优化也将是本章的重点，这些参数直接关系到LED照明系统的能源利用效率和电网兼容性。 第三章：光影的魔术师——LED光源设计与光学工程 LED光源的设计是实现特定照明效果的关键。本章将探讨LED光源的布局、散热设计以及光学组件的应用。我们将分析不同LED排布方式对光线分布的影响，以及如何通过优化LED密度、间距来实现均匀照度或特定的光斑效果。 散热是LED照明设计中一个不容忽视的环节。LED工作时会产生大量的热量，不当的散热会导致LED光效衰减、寿命缩短甚至损坏。本章将详细介绍LED散热的基本原理，包括热传导、热对流和热辐射，并深入探讨各种散热解决方案，如散热片（fin heatsink）、热管（heat pipe）、主动散热（风扇）等的设计与选型。 光学组件的设计与选择，则直接决定了LED照明的光学性能。本章将介绍透镜（lens）、反射器（reflector）、扩散板（diffuser）等常见光学组件的功能与原理，以及如何根据照明需求（如光束角、配光曲线、眩光控制）进行合理的设计与组合。我们将通过具体案例，演示如何利用光学工程技术，实现聚光、泛光、洗墙、投影等多种多样的照明效果。 第四章：智能化的脉搏——LED照明控制技术与系统集成 现代LED照明早已超越了简单的开关功能，智能化控制是其发展的重要方向。本章将深入研究LED照明的控制技术，包括模拟调光和脉宽调制（PWM）调光。我们将分析不同调光方式的优缺点、调光范围、调光线性度以及对LED寿命的影响。 更进一步，本章将聚焦于无线通信技术在LED照明中的应用，如蓝牙Mesh、Zigbee、Wi-Fi等，以及它们在构建智能照明网络中的作用。我们将探讨如何实现远程控制、场景设置、定时开关、色温调节、亮度反馈等智能化功能。 此外，本章还将深入讲解LED照明系统集成。一个完整的智能LED照明系统不仅包含LED光源和驱动，还可能涉及传感器（如光感、人感）、控制器、网关以及云平台等。我们将讨论这些组件之间的互联互通，以及如何通过系统集成实现节能、舒适、便捷的照明体验。 第五章：点亮世界的色彩——LED照明在各领域的创新应用 LED照明以其独特的优势，在众多领域展现出强大的生命力。本章将通过丰富的案例，展示LED照明在不同应用场景下的创新实践。 室内照明： 从家居照明到商业照明，LED如何通过智能调光调色，创造出温馨、节能、个性化的居住和工作环境？我们将探讨LED在办公室、商店、酒店、医院等场所的应用，以及如何通过光照设计提升空间品质和用户体验。 户外照明： 城市亮化、道路照明、景观照明、体育场馆照明等。LED的高亮度、长寿命、高可靠性，使其成为户外照明的理想选择。本章将分析LED在提升城市安全、美化城市夜景、降低能源消耗方面的贡献。 特种照明： 植物生长照明（植物灯）、医疗照明、显示屏背光、影视灯光、紫外（UV）LED应用等。我们将详细介绍LED在这些专业领域的独特功能和技术挑战，以及其如何推动相关产业的发展。 新兴应用： Li-Fi（可见光通信）、OLED（有机发光二极管）与LED的协同发展等前沿技术，也将在本章进行探讨，展望LED照明的未来无限可能。 第六章：前瞻与挑战——LED照明技术的未来发展趋势 展望未来，LED照明技术将继续向着更高性能、更智能化、更环保的方向发展。本章将对LED照明的未来发展趋势进行深入的预测与分析。 更高光效与更佳显色性： 新一代LED材料与器件的研发，如量子点（QD）LED、微LED（Micro LED）等，将进一步提升LED的光效和显色指数，实现更接近自然光的照明效果。 更精细的智能控制： 人工智能（AI）与大数据技术将深度融合到LED照明系统中，实现更加个性化、情境化的智能照明，例如根据用户的生理节律自动调节光线，或根据环境光线自动优化照明方案。 更广泛的跨界融合： LED照明将不再仅仅是“照亮”，而是与其他技术（如物联网IoT、5G通信、生物传感）实现深度融合，成为智慧城市、智能家居、工业物联网等领域的重要组成部分。 可持续发展与绿色照明： 环保法规的日益严格，将推动LED照明朝着更节能、更环保、更易回收的方向发展。本章将探讨绿色LED照明的设计理念和实践方法。 结论： 《现代照明的光影艺术》旨在为读者提供一个全面、深入、系统的LED照明技术知识体系。通过对LED技术原理、设计方法、应用案例及未来趋势的详细阐述，本书期望能够激发读者在LED照明领域的创新思维，推动LED照明技术不断向前发展，为我们创造一个更明亮、更智能、更美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源或者说隐含的价值，远超出了它的定价。我特别关注了其中关于仿真工具应用的章节。当前的设计流程中，仿真几乎是绕不开的一环，但很多书籍只会提及仿真工具的按钮在哪里，却不会深入讲解如何建立一个准确的物理模型。这本书在这方面给出了极高的指导价值，它详细阐述了如何根据实际元器件的Datasheet参数，在EMC仿真软件中精确建模，避免了“输入错误导致输出垃圾”的常见陷阱。它甚至探讨了不同仿真软件（比如HFSS和CST）在处理特定EMC问题时的侧重点和优缺点。对我来说，这部分内容的价值是巨大的，因为它直接关系到产品上市前的风险控制。如果能通过仿真阶段就有效规避掉大部分EMC问题，那无疑是为项目节省了大量的时间和金钱成本，这种前瞻性的指导是任何简单的操作手册都无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当专业，那种深邃的蓝色调和略带科技感的字体，一下子就抓住了我的眼球。我最初是抱着一种试探性的心态翻开它的，毕竟在这个领域里，真正能做到理论与实践完美结合的著作实在太少了。然而，仅仅是目录部分，就让我意识到自己可能找到了一本“宝藏”。它清晰地划分了从基础的电磁场理论到复杂的EMC测试标准的层级，这种结构非常适合我这种既需要系统学习基础知识，又急需解决实际工程问题的工程师。尤其让我感到惊喜的是，它似乎花费了大量的篇幅来讲解那些在实际设计中常常被忽视的“陷阱”，比如PCB布局中的电磁辐射源识别、屏蔽材料的选择误区等等。我当时就想，如果书中的内容真能达到这种深度，那它绝对是值得我反复研读的工具书，而不是那种泛泛而谈的入门读物。那种对细节的执着，从排版就能窥见一斑，每张图表都经过精心绘制，力求简洁而信息量爆炸。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在着手一个对电磁兼容性要求极高的医疗设备项目，这让我倍感压力，因为过去的经验告诉我，这个领域的标准是极其严苛的，一个小小的设计疏忽都可能导致产品无法通过认证，前期投入的努力就会付诸东流。在阅读了这本书的某些章节后，我发现它提供了一种全新的、近乎“预言家式”的排查思路。它没有简单地罗列标准条款，而是深入剖析了为什么某个特定的滤波电路在这种频率范围内会失效，以及更深层次的原因——是布局不当引起的耦合还是器件自身的寄生参数作祟。我记得其中有一段关于共模抑制的讲解，作者用非常直观的类比，将复杂的传输线理论简化到了一个普通工程师都能立即理解的层面。这种将高深理论“降维打击”到实用操作层面的能力，是这本书最让我欣赏的地方。它不仅仅是告诉你“该怎么做”，更重要的是告诉你“为什么必须这么做”，这对于提升团队整体的EMC设计素养至关重要。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一个对文字描述比较挑剔的人，尤其是技术文档，如果逻辑不严密或者术语使用混乱，我很容易就弃读了。但是这本书的行文风格出乎意料地流畅且富有逻辑性。它仿佛是作者多年一线实战经验的沉淀，充满了那种“过来人”的智慧。在谈到瞬态干扰抑制时，作者引用了几个具体的案例，这些案例的描述生动到让我仿佛身临其境地参与了那次失败的测试和随后的抢救。不同于某些教科书那种生硬的、纯粹的理论堆砌，这本书的叙述节奏把握得很好，在关键技术点上会适当地放慢速度，辅以大量的工程图示和示波器波形截图来佐证观点。这使得阅读体验从枯燥的学习变成了一种富有启发性的探索过程。我甚至在某个周末的下午，泡了一杯咖啡，居然一口气读完了关于PCB地线设计策略的那一章，这在我的阅读史上绝对是第一次。

评分☆☆☆☆☆

我手里拿着这本书，最直观的感受是它“厚重”——不仅仅是纸张的物理厚度，更是内容承载的专业深度。我特别欣赏它对于新兴技术领域兼容性问题的关注。例如，关于高频开关电源的辐射抑制，以及对新型高密度互联技术的EMC考量，这些都是当前行业内普遍感到棘手的问题。它没有回避这些难题，反而提供了作者独到的见解和解决方案的雏形。特别是关于电源完整性（PI）与电磁兼容性（EMC）之间相互作用的讨论，很多资料往往将两者割裂开来，但这本书却清晰地勾勒出了它们之间那种密不可分的因果链条。读完后，我感觉自己对“做好”电磁兼容设计有了一个更全面、更系统性的认知框架，不再是零散知识点的堆砌，而是一个可以指导我未来数年技术路线的蓝图。这本书无疑是为该领域内的资深工程师和有志于精进的后学者量身打造的。