LED调光技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨恒，林太峰，康玉柱著 著

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• 调光技术
• LED照明
• 照明设计
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• 控制系统
• 智能照明
• 光电技术
• 节能技术
• 应用电路

店铺： 广影图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512390935

商品编码：29729739402

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名:LED调光技术及应用

定价：45.00元

售价：31.5元,便宜13.5元,折扣70

作者:杨恒,林太峰,康玉柱著

出版社：中国电力出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787512390935

字数：319000

页码：304

版次：1

装帧：平装

开本：大16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

本书详细指导读者LED调光、调色的设计方法，特别给出了五个完整的调光、调色设计实例，方便读者理解、应用。

内容提要

《LED调光技术及应用》重点讲述了流行的ＬＥＤ调光调色产品相关知识，并列举了几个实际案例。全书共分６章，分别介绍了照明基础知识、ＬＥＤ 简介、ＬＥＤ 驱动基础知识，ＬＥＤ调光控制、常见控制通信方式，包括５个完整的实际应用实例。

《LED调光技术及应用》内容由浅入深，以调光、调色为主线贯穿全书。各章节自成体系，读者不必按部就班从头到尾学习，可根据自己需要选择合适的章节直接学习、阅读。本书内容适合大专及以上学历工程师阅读，也可供大专院校相关专业师生参考。

目录

作者介绍

文摘

序言

LED 照明的色彩之舞：原理、控制与无限可能 随着科技的飞速发展，LED 照明已不再仅仅是提供基础照明的工具，它正演变成一种能够感知、响应并创造丰富视觉体验的媒介。从点亮书桌一隅的柔和光线，到舞台上变幻莫测的色彩盛宴，LED 的调光技术扮演着至关重要的角色。这本《LED 照明的色彩之舞：原理、控制与无限可能》将带您深入探索 LED 调光的核心奥秘，揭示其背后的科学原理，解析各种控制策略的精妙之处，并展望其在各领域展现出的无限应用潜力。 第一章：LED 发光原理的精进与调光的基石 LED，即发光二极管，其核心在于半导体材料的pn结。当电流通过pn结时，电子与空穴复合，释放出能量，形成光。与传统光源不同，LED 的发光效率高、寿命长、响应速度快，这些特性为精细的调光控制奠定了坚实的基础。本章将首先回顾 LED 的基础发光原理，重点阐述其半导体结构、能带理论以及不同掺杂对发光颜色和效率的影响。在此基础上，我们将深入探讨影响 LED 光输出强度的关键因素，包括驱动电流、结温、注入载流子密度等。理解这些参数如何与光输出关联，是掌握 LED 调光技术的第一步。 1.1 半导体pn结的发光机制：从微观到宏观 pn结的形成与特性： 深入解析 p 型和 n 型半导体材料的特性，以及它们结合形成的 pn 结在内外电场作用下的载流子行为。 辐射复合： 重点介绍电子-空穴对的辐射复合过程，解释其能量如何转化为光子，并探讨不同半导体材料（如 GaAs、GaN、InGaN 等）在发光波长上的差异，为理解 LED 的色彩奠定基础。 非辐射复合与效率损失： 分析导致 LED 光电转换效率下降的非辐射复合机制，例如俄歇复合、陷阱辅助复合等，并探讨如何通过材料选择和结构设计来抑制这些损耗。 1.2 LED 的光输出与电学特性：量化调光的可行性 电流-光通量（I-Φ）关系： 详细研究 LED 的电流与其输出光通量之间的关系。我们将介绍线性区、饱和区等不同工作区域的特性，并讨论如何利用电流的精确控制来实现光强的线性调节。 电流-电压（I-V）特性： 分析 LED 的正向电压降与其电流的关系，以及温度对 I-V 特性的影响。理解这一关系有助于设计稳定的恒流驱动电路，保证调光过程中的一致性。 结温对性能的影响： 深入探讨 LED 结温如何影响其发光效率、光谱特性以及工作寿命。这将引出对散热设计和温度补偿控制的需求，是实现长期稳定调光的重要考量。 1.3 LED 的光谱特性与色彩构成：调出丰富世界的基石 单色 LED 与白光 LED： 区分单色 LED 的窄带光谱与白光 LED 的复杂光谱。对于白光 LED，我们将详细解析其主流实现方式，如蓝光 LED 激发荧光粉，以及不同荧光粉组合如何产生不同的色温和显色指数。 光谱可调性： 介绍如何通过组合不同颜色的单色 LED（RGB/RGBW/RGBA）以及动态调整各色 LED 的亮度，来实现色彩的精确调配，从而创造出无限的色彩组合。 显色指数（CRI）与保真度： 解释显色指数的含义，以及不同 LED 光源在还原物体真实色彩方面的能力差异。调光技术在保持高显色指数的同时调整亮度，是实现高品质照明的关键。 第二章：PWM 与模拟调光：两种主流控制策略的深度解析 LED 的调光核心在于如何精确地控制其发光亮度。目前，PWM（脉冲宽度调制）和模拟调光是两种最主流的控制策略，它们各有优劣，适用于不同的应用场景。本章将深入剖析这两种调光方式的工作原理，分析其在实现精度、功耗、EMI 干扰以及对 LED 寿命的影响等方面存在的差异，并提供选择和优化策略。 2.1 脉冲宽度调制（PWM）调光：精准的开关艺术 PWM 原理： 详细阐述 PWM 的工作原理，即通过改变脉冲信号的占空比来模拟不同亮度的输出。我们将解析高频 PWM 的优势（如减少闪烁、提高效率）以及低频 PWM 可能带来的问题。 PWM 发生器设计： 介绍常见的 PWM 信号生成电路，包括基于微控制器（MCU）的硬件 PWM，以及利用专用 PWM 控制芯片的设计。 PWM 调光在 LED 上的应用： 探讨 PWM 调光与 LED 驱动电路的结合。我们将分析不同类型的 LED 驱动器（如降压、升压、升降压）如何与 PWM 控制器协同工作，实现高效可靠的调光。 PWM 调光的优缺点及优化： 深入分析 PWM 调光的优势，如高效率、低功耗、优异的线性度和低 EMI 干扰。同时，也会探讨其潜在问题，如低频 PWM 引起的闪烁感、对某些 LED 驱动芯片可能造成的负担，以及如何通过提高 PWM 频率、优化驱动电路设计来解决这些问题。 2.2 模拟调光：平滑过渡的电压/电流控制 模拟调光原理： 解释模拟调光是通过直接改变施加到 LED 上的驱动电流或电压来实现亮度调节。我们将讨论线性调节与非线性调节的差异。 线性恒流源： 详细介绍基于晶体管或运算放大器的线性恒流源电路，以及如何通过改变控制信号来调节输出电流，从而实现平滑的亮度变化。 模拟调光的优缺点及应用： 分析模拟调光的优势，如输出平滑、无闪烁，尤其适合对视觉体验要求极高的场合。同时，也会探讨其缺点，如线性调节效率较低、功耗较大，尤其是在大功率应用中。我们将探讨模拟调光在特定场景下的应用，如电影院、舞台照明等。 2.3 PWM 与模拟调光的融合与选择：因地制宜的解决方案 混合调光策略： 介绍一些结合 PWM 和模拟调光优点的混合调光策略，例如在低亮度区域采用模拟调光以获得更平滑的过渡，在高亮度区域采用 PWM 以提高效率。 不同应用场景的选择依据： 根据不同的应用需求，如成本、效率、闪烁感知、EMI 要求、亮度范围和精度等，提供选择 PWM 调光、模拟调光或混合调光策略的指导。 驱动电路与调光技术的匹配： 强调 LED 驱动电路设计与调光技术的协同性。选择合适的驱动器（如恒流驱动器、恒压驱动器）对于实现预期的调光效果至关重要。 第三章：智能控制与通信协议：构建互联互通的 LED 照明网络 随着物联网（IoT）和智能家居概念的兴起，LED 照明不再是孤立的设备，而是能够与其他设备互联互通的智能节点。本章将深入探讨 LED 照明的智能控制技术，包括各种通信协议的应用，以及如何通过软件和算法实现更高级的调光功能，如场景联动、远程控制、自适应照明等。 3.1 无线通信协议在 LED 调光中的应用 蓝牙（Bluetooth）与低功耗蓝牙（BLE）： 介绍蓝牙 Mesh 网络如何实现大规模 LED 灯具的互联互通，以及 BLE 在点对点或小范围控制中的优势。 Wi-Fi： 探讨 Wi-Fi 在智能照明中的应用，其高带宽和易于接入现有网络的特点。 Zigbee 与 Z-Wave： 分析 Zigbee 和 Z-Wave 等低功耗、低速率的无线协议在智能照明网络中的优势，以及它们在功耗和网络稳定性方面的表现。 Matter 标准： 介绍 Matter 标准如何统一不同品牌和生态系统下的智能家居设备，包括 LED 照明，实现更广泛的互操作性。 3.2 有线通信协议与总线技术 DMX512/RDM 协议： 深入解析 DMX512 协议在舞台灯光和专业照明中的应用，以及 RDM（远程设备管理）如何提供双向通信能力，实现对灯具参数的远程配置和监控。 0-10V 调光： 介绍 0-10V 调光作为一种传统的模拟调光接口，在商业照明中的广泛应用，以及其与智能控制系统的结合。 DALI（Digital Addressable Lighting Interface）： 详细阐述 DALI 协议的数字地址寻址、双向通信和高级功能，如场景设置、分组控制、故障诊断等，是实现智能化、可管理的现代照明系统的关键。 3.3 软件与算法驱动的智能调光 场景管理与预设： 讲解如何通过软件界面创建、保存和调用不同的照明场景，以满足工作、娱乐、休息等多种需求。 自适应照明（Circadian Lighting）： 介绍模拟自然光变化的智能调光技术，根据一天中的时间调整 LED 的色温和亮度，以促进人体节律和提升舒适度。 传感器集成与联动： 探讨如何集成各种传感器（如光线传感器、人体传感器、温湿度传感器）与 LED 照明系统联动，实现根据环境光、人体活动等因素自动调节亮度和色彩。 语音控制与自然语言处理： 分析语音助手（如 Alexa, Google Assistant, Siri）如何通过自然语言指令控制 LED 照明，以及背后的语音识别和意图识别技术。 数据分析与机器学习： 展望未来，探讨如何利用收集的照明数据进行分析，通过机器学习优化照明策略，实现更节能、更舒适、更个性化的照明体验。 第四章：LED 调光在各领域的创新应用 LED 调光技术的不断进步，正在深刻地改变着我们对照明的认知，并催生了无数创新应用。本章将聚焦于 LED 调光在不同领域的实际应用，展示其如何提升用户体验、优化生产效率、驱动新兴产业发展。 4.1 商业与零售空间：营造氛围，提升顾客体验 产品展示照明： 如何通过精确调光和色彩控制，突出商品的质感、颜色和细节，吸引顾客注意力，提升销售额。例如，服装店通过调整显色指数和亮度来真实还原衣物色彩。 营造购物氛围： 不同时段、不同促销活动，通过改变整体照明亮度、色温和动态效果，营造不同的购物体验，引导顾客情绪。 动态广告牌与指示系统： 利用 LED 的快速响应和色彩变化能力，制作更具吸引力的动态广告牌和信息指示系统。 4.2 智能家居：舒适、节能、个性化的居住空间 情景模式联动： 如“观影模式”自动降低主灯亮度，开启氛围灯；“阅读模式”提供专注且舒适的阅读光线。 节能优化： 根据室内光线自动调节亮度，或在无人时自动关闭灯光。 个性化定制： 允许用户根据自己的喜好和生活习惯，自定义灯光的亮度、色彩和变化模式。 健康照明： 模拟自然光周期，改善睡眠质量，提升日间精神状态。 4.3 舞台与娱乐：光影的艺术，情感的传递 色彩的戏剧表现力： 通过 RGB/RGBA LED 的精准混色，创造出丰富多变的色彩，烘托戏剧冲突、渲染情感氛围。 动态光效设计： 快速的开关速度和亮度变化，实现追光、频闪、呼吸灯等各种动态光效，增强舞台的视觉冲击力。 互动式灯光： 与音乐、舞蹈、观众互动，创造沉浸式的娱乐体验。 4.4 工业与生产：提高效率，保障安全 精细化生产作业照明： 在精密仪器制造、电子产品组装等环节，提供高度可调、高显色性的局部照明，提高操作精度和降低出错率。 光信号与警示系统： 利用 LED 的亮度、颜色和闪烁模式，设计更清晰、更有效的工业光信号和安全警示系统。 植物照明（Plant Lighting）： 在农业生产中，通过模拟太阳光谱，调控植物生长所需的特定波长和光照强度，加速植物生长，提高产量。 4.5 医疗健康：辅助诊断，舒缓身心 手术室照明： 提供高显色性、高亮度且无阴影的照明，辅助医生进行精确的手术操作。 病房照明： 模拟自然昼夜节律，帮助患者调节生理时钟，改善睡眠，促进康复。 情绪照明（Mood Lighting）： 在心理治疗、康复训练等场景，通过柔和的色彩和动态变化，创造舒缓、放松的环境，辅助治疗。 4.6 汽车与交通：安全、智能、人性化的出行 智能大灯： 根据路况、天气和交通状况，自动调整大灯的亮度、照射范围和照射方向，提高行车安全。 内部氛围灯： 营造舒适、个性化的车内环境，提升驾驶体验。 交通信号灯与指示： 利用 LED 的高亮度、长寿命和快速响应，优化交通信号灯的可见性和响应速度，提升交通效率和安全性。 结语：光明的未来，由您点亮 LED 调光技术的发展，不仅仅是硬件的迭代，更是对光如何服务于人类生活、工作和情感的深刻探索。从微观的半导体发光机理，到宏观的智能互联网络，再到跨越各个行业的创新应用，LED 调光正在以前所未有的方式重塑我们的世界。掌握这些技术，理解其背后的逻辑，将使您能够更好地利用光的力量，创造更智能、更舒适、更美好的未来。这本《LED 照明的色彩之舞：原理、控制与无限可能》旨在为您提供一条清晰的路径，引领您深入探索 LED 调光的广阔天地，发现更多令人兴奋的可能性，并最终将这些知识转化为改变现实的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格显得过于学术化和书面化，缺乏与读者的“对话感”。很多句子冗长且结构复杂，使得一些原本直观的物理或电子概念被包裹得严严实实，阅读体验并不轻松。我尤其关注了关于“智能家居”生态中，LED调光模块如何实现互联互通的部分，期待能看到基于Matter或Thread协议的调光模块设计案例，或者至少是关于如何设计兼容多种通信协议的通用驱动器的探讨。然而，这本书的内容似乎停留在前一个技术世代，对于云计算、边缘计算在未来灯光控制中的角色，几乎没有触及。它提供的是坚实的物理基础知识，这一点值得肯定，但对于一个致力于构建下一代智能照明系统的读者来说，书中关于“未来趋势”和“前沿架构”的预见性内容实在太少了。总的来说，它更像是一部详尽的LED基础原理词典，而非一本指引调光技术发展方向的路线图。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我最大的感受是内容间的跳跃性较大，缺乏一个清晰的“由浅入深”的逻辑主线来串联起“LED”与“调光”这两个关键概念。比如，第一章详细阐述了LED的发光原理，内容翔实，但紧接着的下一章就直接跳跃到了复杂的光谱辐射度测量方法，中间缺失了连接两者的关键环节——即如何通过电流控制来影响光谱输出和光效变化。我特别想了解的是，在宽范围调光下，LED的显色指数（CRI）是如何变化的，以及是否有成熟的技术手段可以有效抑制这种变化。书中的部分章节更像是对现有标准或规范的罗列，而非基于深入理解后提出的创新见解。例如，在讨论到人眼对光线变化的感知阈值时，内容更多是引用了早期的心理物理学实验数据，但未能结合现代高分辨率LED驱动芯片的快速响应能力进行新的理论建模或实验验证。整体而言，本书在构建一个从材料到应用、层层递进的知识体系方面，显得有些碎片化，需要读者自行进行大量的知识重组和连接。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图设计，坦白地说，显得有些陈旧和保守。大量的公式和符号堆砌，虽然保证了内容的严谨性，却极大地削弱了阅读的连贯性。我特别留意了关于“调光技术”这一核心主题的章节，期望能看到各种拓扑结构——无论是传统的晶闸管调光、还是现代的恒流开关电源调光——的详细对比分析。然而，书中提供的电路图例大多非常基础，缺乏对现代智能调光芯片特性（如集成数字控制接口、自适应负载补偿）的深入剖析。我更希望看到的是关于不同调光方式（如模拟调光与数字调光）在系统集成度、电磁兼容性（EMC）以及长期可靠性方面的权衡讨论。书中对“应用”部分的描述也相对抽象，多停留在概念层面，比如“提高能源效率”、“改善用户体验”，但缺乏量化的指标和实现这些目标所需的技术路径的明确指引。对于期望从书中快速掌握一两种前沿调光技术的工程师来说，这本书提供的知识密度和实用性似乎未能达到预期。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本关于LED照明的专业书籍，我原本期待能找到一些关于如何高效驱动LED、解决散热难题的深入探讨。然而，令我感到些许困惑的是，书中大量篇幅似乎都聚焦于LED光源本身的物理特性和半导体材料的微观结构，对于实际工程应用中常见的调光电路设计、PWM控制策略的优化，以及不同调光标准（如DALI、0-10V）之间的兼容性问题，着墨不多。例如，在讲解了PN结的载流子复合机制后，作者似乎就匆匆转向了更偏理论的量子效率分析，而那些我们工程师在现场调试中最常遇到的问题——比如低频闪烁的根源、调光深度与色彩一致性的矛盾——却鲜有涉及。我原本希望能看到更贴近实际的案例分析，比如针对特定场所（如博物馆照明、医疗手术灯）的调光需求，提出一套完整的解决方案框架。这本书更像是一本面向材料科学或光电子学研究生的入门教材，而非针对电气工程师或产品设计师的实用手册。这种侧重基础理论而略显“高冷”的叙事方式，使得我这个主要关注“如何让光线更稳定、更顺畅地变化”的读者，在寻找具体操作指南时，总感觉隔着一层薄雾。

评分☆☆☆☆☆

作为一名关注产品市场竞争力的技术人员，我更看重的是技术方案的先进性和成本效益分析。这本书在这方面的体现比较薄弱。例如，对于当今市场上主流的CCR（恒流斩波）调光技术和PWM（脉冲宽度调制）调光技术，我期待看到一份详尽的优缺点对比清单，包括在不同调光频率下对不同类型LED阵列的适用性、对驱动电源成本的影响，以及在不同国家和地区法规下的合规性考量。书中对这些实际操作层面的对比分析几乎没有涉及，反而花了大量篇幅去探讨LED的寿命预测模型，这虽然重要，但在“调光应用”这个主题下，显得优先级偏低。我需要的是能指导我做出最优设计选择的“技术决策树”，而不是纯粹的理论证明。这种偏重学术研究而非工程实用的倾向，使得这本书在实际的产品开发周期中，价值受到了限制。它更适合作为文献查阅工具，而非项目启动时的首选参考书。