LED驱动电源设计入门 沙占友 等 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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沙占友 等 著

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512319189

商品编码：29833860065

包装：平装

出版时间：2012-01-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	LED驱动电源设计入门
作者	沙占友 等
定价	46.00元
ISBN号	9787512319189
出版社	中电力出版社
出版日期	2012-01-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：16开	重量：0.422
版次：1	字数：	页码：

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目录

内容提要

本书全面、深入、系统地阐述了LED驱动电源设计的入门知识，并给出许多典型设计与应用实例。全书共八章，内容主要包括LED及驱动电源基础知识，LED驱动电源的基本原理，LED驱动电源的设计与应用指南，LED灯具保护电路的设计，从中、小功率到大功率及特大功率LED驱动IC的原理与应用。本书遵循先易后难、化整为零、突出重点和难点的原则，从LED驱动电源的基本原理，到LED驱动电源各单元电路的设计，再到整机电路设计，可帮助读者快速、全面、系统地掌握LED驱动电源的设计方法、设计要点及典型应用。 　　本书融实用性、科学性于一体，内容由浅入深，循序渐进，通俗易懂，图文并茂，是一本LED驱动电源设计的入门指南，适合从事LED驱动电源行业的工程技术人员和初学者阅读。

编辑推荐

作者介绍

沙占友1968年毕业于南开大学，河北科技大学二级教授，享受务院特殊津贴专，校级教学名师，河北省教师，博士生导师。长期从事数字化测量技术、智能传感器系统及开关电源的研究工作。已出版《LED照明驱动电源优化设计》、《开关电源优化设计》、 《数字化测量技术》(高校教材)、 《单片机外围电路设计》(获全畅销书奖)、 《單晶片交換式電源設計與應用技術》(中台湾．全華科技圖書股份有限公司)、《智能传感器系统设计与应用》等58部著作，发表学术论文335篇。曾先后获得河北省普通高校教学成果一等奖、河北省科技进步奖、河北省十大发明奖和，97布鲁塞尔尤里卡银奖。

序言

《固态照明的电子基石：LED驱动电源深度解析》 引言 随着全球对可持续能源和高效照明解决方案的需求日益增长，LED（发光二极管）技术以其卓越的能效、长寿命和灵活的设计潜力，正迅速成为现代照明的首选。从家庭照明到城市景观，从汽车照明到显示屏，LED的身影无处不在。然而，LED并非直接连接到市电即可工作的设备，它们需要一个精心设计的“心脏”——LED驱动电源，来稳定地提供所需的电流和电压，从而充分发挥其性能并确保其可靠性。 本书《固态照明的电子基石：LED驱动电源深度解析》旨在为对LED驱动电源设计感兴趣的工程师、技术人员、学生以及相关从业人员提供一个全面、深入且实用的学习平台。我们聚焦于驱动电源的核心理论、关键技术、实际应用以及未来的发展趋势，力求打破理论与实践之间的壁垒，帮助读者构建扎实的理论基础，掌握实用的设计方法，并能够应对实际工程中遇到的各种挑战。 本书结构与内容概述 本书内容围绕LED驱动电源的设计与实现展开，共分为以下几个主要部分： 第一部分：LED基础与驱动需求分析 在深入探讨驱动电源的设计之前，理解LED本身的特性至关重要。本部分将从以下几个方面展开： LED的发光原理与特性： 详细介绍LED的PN结结构、半导体材料特性、发光机制（电致发光），以及其关键电学参数，如正向电压（Vf）、正向电流（If）、反向击穿电压（Vr）等。我们将特别关注LED对温度、电流和电压的敏感性，这些特性直接影响到驱动电源的设计考量。 LED驱动方式的分类与选择： 介绍LED驱动的两种基本方式：恒流驱动和恒压驱动。分析在不同应用场景下，哪种驱动方式更适合。例如，在需要精确亮度控制的场合，恒流驱动是必然选择；而在某些简单的灯条应用中，恒压驱动可能已足够。深入探讨恒流驱动的重要性，因为它能确保LED的亮度一致性和寿命。 LED驱动电源的基本性能指标： 定义和解释驱动电源的关键性能指标，包括效率（Efficiency）、功率因数（Power Factor）、输出电流精度（Output Current Accuracy）、输出电压纹波（Output Voltage Ripple）、负载调整率（Load Regulation）、电源调整率（Line Regulation）、EMI/EMC（电磁干扰/电磁兼容性）等。理解这些指标的含义及其对LED系统整体性能的影响，是进行设计和选型的前提。 第二部分：LED驱动电源拓扑结构与原理 驱动电源的拓扑结构是其核心设计理念的体现。本部分将系统性地介绍各类主流的LED驱动电源拓扑，并深入分析其工作原理、优缺点以及适用场景。 非隔离式驱动拓扑： 阻容降压式： 介绍其简单、低成本的特点，但功率小、安全性差、功率因数低的局限性。适合低功率、非安全要求的场合。 电感降压式（Buck Converter）： 详细讲解Buck变换器的工作原理，包括其电感、电容、开关管和二极管的配合。分析其效率高、输出电流连续的优点，以及在LED驱动中的应用。 电容升压式（Boost Converter）： 深入解析Boost变换器的工作原理，讲解其如何实现输出电压高于输入电压。阐述其在LED串联应用中的优势。 Buck-Boost Converter： 介绍Buck-Boost拓扑，使其能够实现输出电压高于或低于输入电压，提供更大的设计灵活性。 SEPIC/ZETA拓扑： 介绍这些特殊的单端拓扑，它们结合了Buck和Boost的特点，具有输入输出电压范围宽、纹波抑制能力强的优点，在某些特定LED照明领域有广泛应用。 隔离式驱动拓扑： 反激式（Flyback）变换器： 详细讲解反激变换器的原理，包括其如何利用变压器实现隔离和电压转换。分析其结构简单、成本低、易于实现隔离等优点，使其成为低功率LED驱动的主流选择。 正激式（Forward）变换器： 介绍正激变换器的原理，以及其相较于反激变换器在效率和功率密度上的提升。 半桥（Half-Bridge）与全桥（Full-Bridge）变换器： 讲解更高级的隔离式拓扑，它们通常用于较高功率的LED驱动，能够提供更高的效率和更好的电磁兼容性。 LLC谐振变换器： 深入分析LLC谐振变换器的原理，重点阐述其软开关（Zero Voltage Switching, ZVS）和软关断（Zero Current Switching, ZCS）特性，这带来了高效率、低EMI和良好的可靠性，是当前高功率LED驱动领域的热门技术。 第三部分：关键元器件选型与设计考量 成功的LED驱动电源设计离不开对关键元器件的深入理解和正确选型。本部分将重点探讨： 功率开关器件： MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）： 详细介绍MOSFET的特性、工作模式（导通、关断、雪崩击穿），以及RDS(on)、Qg、Coss等关键参数。讲解不同封装形式（如DIP, SOT, TO, QFN等）及其散热考量。 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）： 介绍IGBT的特性，以及其在高功率、高电压应用中的优势。 氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）器件： 探讨这些第三代半导体材料在LED驱动电源中的应用，它们的高开关速度、低损耗和耐高温特性，为实现更高功率密度和效率提供了可能。 功率电感器： 分析电感器的电感值、直流电阻（DCR）、饱和电流（Isat）、品质因数（Q值）等参数，并介绍不同磁芯材料（如铁氧体、铁硅铝、非晶合金等）的特性。讲解电感器的选择与布局对电路性能的影响。 功率电容器： 讨论电解电容、陶瓷电容、薄膜电容的特性，包括容值、耐压、ESR（等效串联电阻）、ESL（等效串联电感）等。强调电容器在滤波、储能和能量传递中的作用。 二极管： 介绍肖特基二极管（Schottky Diode）在降压场合的应用，分析其低正向压降和快速恢复特性。讨论普通整流二极管和快恢复二极管的选型。 控制芯片（IC）： 介绍PWM（脉冲宽度调制）控制器、PFC（功率因数校正）控制器、AC-DC初级侧控制器（PSR）等控制芯片的功能和选型要点。讲解如何利用这些芯片实现恒流、过压保护、过温保护等功能。 变压器与隔离设计： 深入探讨变压器的设计，包括匝数比、磁芯材料、漏感、分布电容等。强调隔离设计在安全性和EMC方面的关键作用。 第四部分：LED驱动电源的智能化与功能扩展 现代LED照明系统早已超越了简单的“开”与“关”，智能化和功能扩展已成为发展趋势。本部分将探讨： 功率因数校正（PFC）： 详细介绍PFC的原理，包括有源PFC和无源PFC。分析其在降低电网谐波、提高电网利用率方面的重要性，并介绍常见的PFC控制策略（如临界导通模式 CCM, 升压模式 Boost, 交错并联等）。 调光技术： PWM调光： 讲解PWM调光的工作原理，包括占空比的控制，以及其低功耗、高效率的优点。 模拟调光（Linear Dimming）： 介绍通过改变输出电流的幅值来实现调光，分析其缺点（效率较低）。 混合调光： 探讨结合PWM和模拟调光的优势，实现更宽范围、更平滑的调光效果。 DALI（Digital Addressable Lighting Interface）等数字控制协议： 介绍数字通信协议在智能照明中的应用，实现远程控制、场景设置等功能。 保护电路设计： 重点讲解过压保护（OVP）、过流保护（OCP）、过温保护（OTP）、短路保护（SCP）等保护机制的设计，确保LED驱动电源和LED灯具的安全运行。 EMI/EMC设计与抑制： 介绍EMI/EMC的基本概念，以及如何通过合理的电路设计、元器件布局、屏蔽和滤波等手段来抑制电磁干扰，满足相关标准要求。 热管理与散热设计： 分析LED驱动电源中的发热源，讲解PCB布局、散热片选择、热风道设计等散热解决方案，以确保器件在安全温度范围内工作，延长产品寿命。 第五部分：实际应用案例与设计流程 理论结合实践是本书的核心追求。本部分将通过具体的应用案例，引导读者完成一个完整的LED驱动电源设计过程。 低功率LED灯泡驱动设计： 以一款常见的LED球泡灯为例，讲解如何根据LED规格、输入电压范围、效率要求等，选择合适的拓扑（如反激式），并进行关键元器件的计算与选型。 中高功率LED路灯驱动设计： 针对LED路灯对高效率、高可靠性和IP防护等级的要求，重点讲解LLC谐振变换器等高功率拓扑的应用，以及相关的散热和防护设计。 LED显示屏电源设计： 分析LED显示屏对电流精度、色彩一致性以及快速响应的要求，探讨适用于此类应用的驱动方案。 设计流程与仿真工具： 总结LED驱动电源的整体设计流程，从需求分析、拓扑选择、原理图设计、元器件选型、PCB布局到仿真验证和实际测试。介绍常用的电路仿真软件（如LTspice, PSpice, PSIM等）在设计中的应用。 结论与展望 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的LED驱动电源设计指南。通过对LED基础、驱动拓扑、关键元器件、智能化功能以及实际应用的系统阐述，我们希望帮助读者掌握LED驱动电源设计所需的核心知识和技能，从而能够独立完成各种LED照明项目的驱动电源设计。 展望未来，LED驱动电源技术将继续向着更高效率、更高功率密度、更智能、更环保的方向发展。随着新材料、新工艺和新控制策略的不断涌现，LED驱动电源将在固态照明领域扮演越来越重要的角色，为构建更美好的绿色照明世界贡献力量。 本书特色： 理论与实践并重： 深入浅出地讲解理论知识，并结合丰富的实际案例进行分析。 内容全面： 涵盖了从基础概念到前沿技术的各类LED驱动电源设计内容。 结构清晰： 按照逻辑顺序组织章节，便于读者系统性地学习。 注重细节： 详细分析关键元器件的选型和设计考量。 面向工程应用： 强调实际设计中的问题和解决方案。 无论您是初涉LED驱动电源设计的工程师，还是希望深入了解该领域的专业人士，本书都将是您不可或缺的参考。

评分☆☆☆☆☆

沙占友等人编写的《LED驱动电源设计入门》，在我看来，最可贵之处在于它能够有效地沟通理论与实践的鸿沟。许多技术书籍往往过于偏重理论，读起来枯燥乏味，而另一些则过于侧重经验，缺乏系统性的理论支撑。这本书在这两者之间取得了绝佳的平衡。 书中关于电路仿真和PCB设计的部分，是我非常欣赏的。作者并没有仅仅停留在“画出电路图”的层面，而是深入讲解了如何利用仿真软件（如LTspice）来验证设计思路，分析电路的动态特性，预测潜在的问题。他提供了多个具体的仿真案例，包括不同拓扑的DC-DC转换器、LED恒流源的仿真，并指导读者如何解读仿真结果，以及如何根据仿真结果来优化电路设计。 在PCB设计方面，书中更是给出了许多宝贵的经验。它强调了“PCB不是一张纸，而是一个三维的电子器件”，并详细讲解了差分信号的布线、高频开关电路的接地策略、EMI抑制的PCB布局技巧、以及如何合理安排功率器件和信号器件的位置，以减小相互干扰。我尤其记得关于“地线”处理的章节，作者用图文并茂的方式，解释了单点接地、星形接地、混合接地等不同策略的优劣，以及在LED驱动电源设计中应该如何选择最合适的接地方式。这些细节的处理，直接关系到最终产品的性能和稳定性。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点在于其前瞻性和实践性。它并没有止步于讲述“如何做”，而是深入探讨了“为何这样做”以及“未来会怎样”。在章节中，沙占友等人并没有回避LED驱动电源设计中那些令人头疼的挑战，比如电磁兼容性（EMC）问题、电源效率的进一步提升、以及如何应对日益严格的能效标准。他们详细介绍了EMI的产生机制，并提供了多种实用的抑制方法，包括滤波器设计、PCB布局技巧，甚至是如何选择合适的元器件来降低传导和辐射干扰。 我特别喜欢其中关于无频闪LED驱动设计的章节。在这个话题上，许多书籍要么一带而过，要么只给出简单的解决方案。而这本书则从人眼对闪烁的感知机理出发，分析了不同类型的闪烁源，并给出了多种先进的无频闪设计思路，包括采用高频PWM调光、混合调光技术，甚至是如何通过软件算法来优化驱动波形，达到人眼无法察觉的程度。这对于设计照明产品，尤其是室内照明和摄影照明等对光线质量有极高要求的领域，具有极大的指导意义。书中还提及了一些前沿的技术趋势，如物联网（IoT）在LED驱动中的应用，智能调光调色技术的发展，以及如何设计更灵活、更易于集成的驱动方案，这让我对LED驱动技术的未来有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

沙占友等人的这部《LED驱动电源设计入门》在理论阐述方面，做得极为扎实且逻辑清晰。它并非一味地堆砌公式，而是注重将抽象的物理概念与实际的电路结构联系起来。书中对于功率变换原理的讲解，从最基础的电感、电容储能，到复杂电路的瞬态响应分析，都力求做到详尽入微。我尤其对其中关于开关电源工作模式的详细分析印象深刻，无论是 CCM（连续导通模式）还是 DCM（非连续导通模式），书中都通过波形图和关键参数的推导，生动地展示了它们在不同工作状态下的行为差异，以及这些差异对效率和EMI的影响。 此外，关于反馈控制系统的讲解，也是本书的一大亮点。它不仅仅是简单地介绍PID控制器，而是深入剖析了如何根据LED负载的特性，设计出稳定且响应快速的控制环路。书中通过对典型反馈回路的稳定性分析（如伯德图、奈奎斯特图），帮助读者理解如何通过调整补偿网络参数，来优化系统的动态性能，并避免振荡。作者还提到了如何应对元器件参数离散性带来的影响，以及如何设计具有一定容错能力的控制策略。这些内容对于工程师来说，是实现高性能、高可靠性LED驱动的关键。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为“入门”意味着浅尝辄止，但这本书的深度完全超出了我的预期。它在讲解基本原理的同时，并没有忽略实际应用中的各种“坑”。书中专门辟出章节来讨论元器件的选择与失效分析，这一点对于新手来说，简直是救命稻草。 我记得其中关于电解电容选择的部分，作者不仅仅是给出容值和耐压值，而是详细分析了电解电容的ESR（等效串联电阻）、寿命曲线、纹波电流承受能力等关键参数，并解释了这些参数如何在驱动电路中影响效率和可靠性。他还列举了不同品牌、不同系列电容的实际测试数据，让读者对不同产品的优劣有了直观的认识。 更让我受益匪浅的是关于LED驱动芯片的选型和应用。书中不仅介绍了主流的LED驱动芯片厂商及其产品系列，还深入分析了不同芯片的内部架构、保护功能（如过温保护、过压保护、短路保护）、调光方式（PWM、线性）等。作者还通过实际电路案例，演示了如何根据LED串的参数，精确地选择合适的驱动芯片，并进行外围电路的设计，包括合适的感性元件、容性元件的取值，以及PCB的布局布线。这些实践性的指导，能够极大地缩短工程师从理论走向实践的摸索时间。

评分☆☆☆☆☆

我尤其欣赏书中在“可靠性设计”方面所投入的精力。LED驱动电源作为电子设备的核心部件，其可靠性直接关系到整个系统的稳定运行。沙占友等人深刻理解这一点，并在书中详细阐述了如何从设计源头上来提升驱动电源的可靠性。 他们不仅讲解了如何根据不同工作环境（如温度、湿度、海拔）来选择合适的元器件，还深入探讨了元器件的寿命模型和加速寿命测试方法。书中关于“降额设计”的讲解，让我印象深刻，作者通过具体的案例，展示了如何通过降低器件的工作电压、电流、功率等参数，来显著延长其使用寿命。 此外，书中还对各种保护机制的设计进行了详尽的阐述，包括过温保护、过压保护、欠压保护、短路保护、开路保护等。作者分析了不同保护机制的实现原理、触发条件、以及如何通过合理的电路设计和参数设定，来确保在各种异常工况下，驱动电源都能安全可靠地工作，并避免对LED或整个系统造成损坏。

评分☆☆☆☆☆

这本书在语言表达上，也做得非常到位。沙占友等人避免了晦涩难懂的专业术语堆砌，而是力求用清晰、简洁、生动的语言来阐述复杂的概念。他们善于运用比喻和类比，将抽象的原理形象化，使得即使是初学者，也能轻松理解。 例如，在讲解开关电源的能量转换过程时，书中用了一个非常形象的比喻，将电感比作一个“能量存储器”，将开关比作一个“控制器”，通过开关的快速通断，将能量从输入端“转移”到输出端。这样的讲解方式，比单纯的公式推导，更能激发读者的兴趣，也更容易让人产生直观的理解。 此外，书中还穿插了许多“工程师的建议”和“经验之谈”，这些内容虽然不是核心理论，但却往往能点醒读者，避免走弯路。例如，在讲到PCB布线时，作者会特别提醒读者要注意“电流路径的长度”和“高频信号的回流路径”，并解释了这些细节对EMI性能的影响。这些看似微不足道的提示，却是在实际工程中至关重要的。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《LED驱动电源设计入门》时，我本来抱着一种“入门级”的学习心态，以为会像很多同类书籍一样，简单罗列一下基本概念、公式推导，再配上几个“标准”的电路图。然而，从翻开第一页开始，我就被作者沙占友及其团队呈现出的深度和广度所震撼。他们并没有简单地将复杂的电源理论“降维打击”成只言片语，而是巧妙地在保持易懂性的同时，保留了足够的专业深度。 书中对于LED驱动的原理剖析，绝非停留在“恒流”二字那么肤浅。它详细阐述了不同LED的特性曲线，解释了温度、电流对LED光效和寿命的影响，以及这些因素如何直接关联到驱动电源的设计。我尤其欣赏其中关于LED结温的计算和控制方法的讲解，这一点对于实际工程中如何保证LED的长期可靠运行至关重要，也是许多初学者容易忽略的细节。书中通过大量图示，形象地展示了各种驱动拓扑（如Buck、Boost、Flyback）的工作原理，并深入分析了它们的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。例如，对于小功率和高效率要求的场合，Buck转换器如何成为首选；而当输出电压高于输入电压时，Boost转换器又展现出其不可替代的优势。作者还细致地讲解了隔离与非隔离驱动的区别，以及各自的安全性考量，这对于设计面向消费类电子产品的电源来说，是必须掌握的知识。

评分☆☆☆☆☆

让我感到惊喜的是，沙占友等人并没有把这本书写成一本“理论教科书”。书中充满了大量的实际应用案例和工程经验，这对于我这样的实践者来说，无疑是极大的福音。 我记得书中有一章专门讨论了“LED驱动电源的故障分析与排除”。这一章的内容，简直就像是一本“故障手册”，它列举了LED驱动电源在实际应用中可能出现的各种典型故障，如输出电压不稳定、输出电流偏低、LED闪烁、电源过热、甚至完全不工作等。 作者并没有简单地罗列故障现象，而是深入分析了每种故障背后的可能原因，并提供了系统性的排查步骤和解决方法。例如，对于输出电流偏低的故障，他会引导读者从LED本身的参数、驱动电流的设定、反馈回路的元件、功率器件的性能等多个维度进行排查。他甚至还提供了实用的测量方法和技巧，帮助读者快速定位问题。这对于工程师在产品开发过程中遇到疑难杂症时，能够起到事半功倍的效果。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，如果你正准备踏入LED驱动电源设计的领域，或者已经有了一定的基础但希望系统地提升自己的专业能力，那么《LED驱动电源设计入门》绝对是你的不二之选。这本书的价值，远不止于“入门”，它更像是一位经验丰富、知识渊博的导师，能够带领你一步步探索LED驱动电源的奥秘，并为你指明前进的方向。 它不仅提供了坚实的理论基础，更融入了大量宝贵的实践经验和前沿的技术洞察。我深信，任何一位认真阅读并消化了本书内容的读者，都将在LED驱动电源设计领域受益匪浅，并能更加自信地应对各种实际的设计挑战。这是一本值得反复阅读、珍藏的书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“入门”二字，在我看来，是一种谦称。它所涵盖的知识深度和广度，足以让有一定基础的工程师也能从中获益良多。我在阅读过程中，时不时会发现一些之前从未接触过的概念或技巧，例如关于“软启动”的设计，以及如何通过调整驱动参数来优化LED的色温一致性。 书中对于LED驱动电源中的热设计部分，也做得相当出色。作者深知，一个高效的驱动电源，如果不能有效散热，其寿命和性能都会大打折扣。他详细讲解了热量的产生机制，分析了LED、功率器件、电感等关键部件的发热源，并提出了多种热设计策略，包括合理选择PCB板材、利用导热垫、设计散热片、优化器件布局以促进空气流通等。 他还介绍了如何进行热仿真，预测器件的温升，并给出了相关的计算公式和参考值。这些内容对于设计长时间工作、功率较高的LED驱动电源，比如户外照明、工业照明等场景，是至关重要的。通过学习这些热设计知识，我能够更加全面地考虑驱动电源的设计，不仅仅关注电性能，更兼顾了热性能，从而设计出更可靠、更持久的产品。