LED照明驅(qū)動電源模塊化設(shè)計技術(shù)
定 價：85 元
叢書名：電力電子新技術(shù)系列圖書
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- 作者：劉廷章
- 出版時間：2018/8/1
- ISBN：9787111603122
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN383.02
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
隨著LED照明技術(shù)的迅速發(fā)展和LED燈具的規(guī)�；瘧茫瑢ED驅(qū)動電源的要求也越來越高。本書結(jié)合近年來該領(lǐng)域的技術(shù)進展，采用模塊化設(shè)計思想，將千變?nèi)f化的LED驅(qū)動電路納入一個統(tǒng)一的整體架構(gòu)，并較為全面系統(tǒng)地介紹了主電路、電磁兼容、功率因數(shù)校正、反饋控制、調(diào)光調(diào)色等模塊的原理與設(shè)計方法，進一步介紹了基于模塊組配的LED驅(qū)動電源整體集成設(shè)計，還介紹了電源去電解電容方案及整體效率優(yōu)化設(shè)計方法，以引導讀者通過搭積木的方式，迅速提高對LED驅(qū)動電源的分析解剖能力和設(shè)計優(yōu)化水平。
進入21世紀，能源緊張、環(huán)境污染已經(jīng)成為全球面臨的共同問題，節(jié)能減排、綠色環(huán)保成為國際共識。LED照明具有節(jié)能高光效、長壽命、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點，被公認為最具有發(fā)展前景的高效照明技術(shù)，具有巨大的產(chǎn)業(yè)輻射力和帶動力。為此，各國相繼出臺半導體照明產(chǎn)業(yè)促進計劃，有力地推動了LED照明的技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)升級和市場拓展。我國從2003年開始持續(xù)推動國家半導體照明工程，并將其列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，同時開始逐步淘汰白熾燈，使LED照明產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢，LED照明已經(jīng)成為當之無愧的主流照明形式。總體上講，目前我國LED照明產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成巨大市場并具備了內(nèi)生發(fā)展動力，發(fā)展型態(tài)正在從“政府推動型”轉(zhuǎn)為“市場拉動型”，發(fā)展重點將是充分結(jié)合LED的優(yōu)點以及傳統(tǒng)燈具不具備的獨特優(yōu)勢，進行技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)及市場應用。
LED驅(qū)動電源是LED照明燈具的重要組成部分，其功能必須滿足LED光源需要的能量轉(zhuǎn)換及靈活的調(diào)控要求，其性能不僅影響LED器件及燈具的光、色性能，而且極大地影響整燈的可靠性、使用壽命、效率及電磁兼容性能，因此，驅(qū)動電源已經(jīng)成為高性能LED燈具設(shè)計的關(guān)鍵，近年來備受學術(shù)界關(guān)注。新技術(shù)、新方案的不斷涌現(xiàn)，推動著LED驅(qū)動電源技術(shù)的發(fā)展。然而，LED驅(qū)動電源的電路結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，控制模式多種多樣，控制芯片層出不窮，產(chǎn)品研發(fā)工程師和技術(shù)研究者在設(shè)計時往往眼花繚亂、茫無頭緒，迫切需要對其設(shè)計方法進行系統(tǒng)性的梳理。模塊化方法可以通過整體結(jié)構(gòu)的把握和模塊知識的積累，提高對驅(qū)動電路的分析解剖能力，迅速掌握各電路的創(chuàng)新點，提升設(shè)計優(yōu)化水平。為此，本書作者參閱了大量國內(nèi)外相關(guān)文獻資料，并總結(jié)了作者多年來在LED驅(qū)動電源技術(shù)研究中形成的模塊化設(shè)計方法，撰寫了本書，以期拋磚引玉，切磋于同道。
本書撰寫過程中力圖體現(xiàn)以下特點：
1）內(nèi)容的系統(tǒng)性。全書較為全面地介紹了LED驅(qū)動電源的組成原理、實現(xiàn)形式及設(shè)計方法，覆蓋了主電路、EMC、PFC、反饋控制、調(diào)光調(diào)色等關(guān)鍵技術(shù)，并以模塊化設(shè)計思想構(gòu)建了統(tǒng)一的LED驅(qū)動電源整體模塊化架構(gòu)，其中，第1、2章為整體概述，介紹LED照明及其驅(qū)動電源的系統(tǒng)架構(gòu)；第3～7章為各模塊介紹；第8～10章為整體集成，包括集成設(shè)計、去電解電容設(shè)計和效率優(yōu)化設(shè)計。以期提供一種通過模塊化設(shè)計整體集成，從而快速設(shè)計高性能電源的技術(shù)方法。
2）技術(shù)的先進性。近年來LED驅(qū)動電源技術(shù)有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了許多無電解電容的新型拓撲電路，在控制策略、色溫調(diào)節(jié)、效率優(yōu)化等方面也有新的進展。本書吸收了這方面的一些新技術(shù)和新方法，特別是總結(jié)了作者的相關(guān)研究成果，方便讀者在產(chǎn)品設(shè)計時拓展思路、推陳出新。
3）方法的實用性。LED驅(qū)動電源設(shè)計是一項與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合的應用技術(shù)，因此本書在介紹設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，以少而精為原則，選擇了一些作者前期研發(fā)的實際案例，結(jié)合案例較為詳細地展示了LED驅(qū)動電源的設(shè)計脈絡(luò)，方便讀者迅速掌握在工程應用中的設(shè)計要點，以期舉一反三，觸類旁通。
本書共10章，劉廷章教授撰寫了第1、2、6、7章，與葉冰工程師共同撰寫了第8章，趙劍飛博士撰寫了第3~5章，汪飛副教授撰寫了第9、10章，全書由劉廷章教授進行統(tǒng)稿。
以前在拜讀本領(lǐng)域的一些學術(shù)經(jīng)典時，每每嘆服其思慮精詳、脈絡(luò)清晰、深入淺出、恰中關(guān)竅，展讀之余，不勝仰慕風采。見賢而思齊，雖不能至，然心向往之。感謝電力電子新技術(shù)系列圖書編輯委員會和機械工業(yè)出版社諸君，他們的出書理念與作者不謀而合，本書書稿雖然一再拖期，但他們沒有刻期求效，而是屢屢以書稿質(zhì)量見囑，使作者能夠靜心推敲，不致面對讀者時惶愧無地。
感謝作者歷年的研究生欒新源、宋適、王世松、沈晶杰、鄭祺、曹凌云、喬波、陳斌瑞、胡力元、劉曉石、閆斌、徐晟、劉建波等，他們在LED驅(qū)動電源方面的研發(fā)工作為本書提供了豐富的素材和案例；研究生植俊、盧航宇繪制了本書大部分的插圖，邢琛、李林、蔣青松對一些公式進行了核查及推導，劉勇、鐘元旭對一些波形圖進行了仿真和實驗驗證，在此一并表示感謝。
由于作者水平所限，書中難免有舛誤與不妥之處，懇請廣大同行、讀者批評指正。
作者2018年2月1日于上海大學
劉廷章，上海大學教授。長期從事半導體照明、工業(yè)節(jié)能控制、復雜系統(tǒng)建模與控制等方面的研究，主要學術(shù)兼職：中國系統(tǒng)仿真學會生命系統(tǒng)建模仿真專業(yè)委員會委員，上海自動化學會理事，國家半導體照明應用系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心專家。主持完成國家科技部火炬計劃、上海市青年科技啟明星計劃、上海市“光電子與LED”專項、上海市白玉蘭科技人才基金、臺達電力電子科教發(fā)展計劃、上海市教委科研創(chuàng)新項目等縱向課題，完成企業(yè)委托項目10余項，目前在研國家重大科技專項（04專項）課題1項、國家自然科學基金1項。2002年榮獲“上海市青年科技啟明星”稱號，作為主要撰寫人參與完成2項半導體照明上海地方標準的制訂工作。
電力電子新技術(shù)系列圖書序言
前言
第1章 LED照明與驅(qū)動技術(shù)概述
1.1 LED照明發(fā)展概況
1.1.1 LED照明發(fā)展簡史
1.1.2 LED照明的特點與應用領(lǐng)域
1.1.3 LED照明快速發(fā)展的外在推動力
1.2LED的發(fā)光原理與基本特性
1.2.1LED的發(fā)光原理
1.2.2LED的結(jié)構(gòu)
1.2.3LED的光特性
1.2.4LED的伏安特性
1.2.5LED的熱特性
1.3LED的分類與產(chǎn)業(yè)鏈
1.3.1LED的分類
1.3.2LED的產(chǎn)業(yè)鏈
1.4LED燈具的基本組成
1.4.1LED光源
1.4.2二次配光
1.4.3驅(qū)動電源
1.4.4散熱器
1.4.5控制器
1.4.6結(jié)構(gòu)件
1.5LED照明的發(fā)展趨勢
1.5.1LED器件的發(fā)展趨勢
1.5.2LED應用系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.5.3LED應用市場的發(fā)展趨勢
參考文獻
第2章LED驅(qū)動電源的基本原理及模塊化
2.1LED驅(qū)動電源的設(shè)計要求
2.1.1LED光源的基本驅(qū)動要求
2.1.2LED驅(qū)動電源的功能要求
2.1.3LED驅(qū)動電源的性能要求
2.2LED驅(qū)動電源的分類
2.2.1按輸出形式分類
2.2.2按輸入形式分類
2.2.3按主電路結(jié)構(gòu)分類
2.3LED驅(qū)動電源的基本原理
2.3.1DC/DC驅(qū)動電源的基本原理
2.3.2AC/DC驅(qū)動電源的基本原理
2.4LED驅(qū)動電源的模塊化設(shè)計
2.4.1模塊化設(shè)計方法簡介
2.4.2LED驅(qū)動電源的模塊化
2.4.3LED驅(qū)動電源的模塊化設(shè)計流程
參考文獻
第3章LED驅(qū)動電源的主電路設(shè)計
3.1常用主電路拓撲結(jié)構(gòu)及選型
3.2升壓式(Boost)主電路設(shè)計
3.2.1工作原理
3.2.2主電路參數(shù)設(shè)計
3.3降壓式（Buck）主電路設(shè)計
3.3.1工作原理
3.3.2主電路參數(shù)設(shè)計
3.4降壓升壓式（BuckBoost）主電路設(shè)計
3.4.1工作原理
3.4.2主電路參數(shù)設(shè)計
3.5反激式（Flyback）主電路設(shè)計
3.5.1工作原理
3.5.2高頻變壓器的參數(shù)設(shè)計
3.5.3鉗位電路的選擇
3.6LLC諧振式主電路設(shè)計
3.6.1諧振變換器的分類
3.6.2半橋LLC諧振變換器拓撲
3.6.3半橋LLC諧振變換器的工作原理
3.6.4半橋LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計
參考文獻
第4章LED驅(qū)動電源的EMC設(shè)計
4.1LED驅(qū)動電源電磁干擾的產(chǎn)生機理
4.1.1電磁兼容性基本分析
4.1.2LED驅(qū)動電源電磁干擾的原因
4.1.3LED驅(qū)動電源的干擾源
4.1.4LED驅(qū)動電源的干擾途徑
4.2LED驅(qū)動電源電磁干擾的抑制技術(shù)
4.2.1干擾源的抑制
4.2.2電源線EMI濾波器
4.2.3接地設(shè)計
4.2.4屏蔽設(shè)計
4.2.5印制電路板設(shè)計
4.2.6開關(guān)技術(shù)
4.3EMC設(shè)計應用實例
4.3.1設(shè)計要求
4.3.2LED驅(qū)動電源基本方案
4.3.3LED驅(qū)動電源的傳導干擾分析與抑制
參考文獻
第5章LED驅(qū)動電源的PFC設(shè)計
5.1功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)
5.1.1功率因數(shù)與總諧波畸變
5.1.2功率因數(shù)校正
5.1.3PFC分類
5.2無源PFC
5.2.1電感補償式無源PFC電路
5.2.2二階填谷式無源PFC電路
5.2.3三階填谷式無源PFC電路
5.3有源PFC
5.3.1有源PFC電路
5.3.2單級有源PFC電路拓撲
5.3.3兩級有源PFC電路拓撲
5.3.4有源PFC電路控制模式
參考文獻
第6章LED驅(qū)動電源的反饋控制電路設(shè)計
6.1LED驅(qū)動電源的反饋控制電路設(shè)計概述
6.2LED驅(qū)動電源的反饋控制策略
6.2.1PWM
6.2.2PFM
6.2.3PSM
6.2.4滯環(huán)調(diào)制
6.3輸出采樣電路設(shè)計
6.3.1電壓采樣電路
6.3.2電流采樣電路
6.4設(shè)定與參考電壓電路
6.5控制電路
6.6保護電路
6.7控制芯片
6.7.1PWM+PFM控制方式的IC芯片HV9910B
6.7.2PWM+PFM一次側(cè)控制方式的IC芯片iW3620
6.7.3PSM控制方式的IC芯片TinySwitchⅢ
6.7.4滯環(huán)控制方式的IC芯片LM3404/HV
參考文獻
第7章LED驅(qū)動電源的調(diào)光與色溫調(diào)節(jié)設(shè)計
7.1LED調(diào)光方式
7.2LED模擬調(diào)光的設(shè)計及應用
7.3LED PWM調(diào)光的設(shè)計及應用
7.4LED晶閘管調(diào)光的設(shè)計及應用
7.5LED色溫調(diào)節(jié)方式
7.6LED色溫調(diào)節(jié)的設(shè)計及應用
7.6.1LED混光理論
7.6.2基于三基色混光的LED色溫調(diào)節(jié)方法
7.6.3基于兩基色混光的LED色溫調(diào)節(jié)方法
7.6.4基于三基色混光的LED燈具亮度、色溫獨立調(diào)節(jié)設(shè)計
參考文獻
第8章基于模塊化技術(shù)的LED驅(qū)動電源集成設(shè)計
8.1基于模塊化技術(shù)的LED驅(qū)動電源集成設(shè)計方法
8.1.1總體方案集成設(shè)計方法
8.1.2電路及參數(shù)集成設(shè)計方法
8.2Boost DC/DC LED驅(qū)動電源的集成設(shè)計
8.2.1設(shè)計要求
8.2.2方案設(shè)計
8.2.3參數(shù)設(shè)計
8.3反激變換式AC/DC LED驅(qū)動電源的集成設(shè)計
8.3.1反激變換式AC/DC恒壓驅(qū)動電源設(shè)計
8.3.2反激變換式AC/DC恒流驅(qū)動電源設(shè)計
8.3.3反激變換式一次側(cè)反饋AC/DC驅(qū)動電源設(shè)計
8.4半橋LLC諧振型AC/DC驅(qū)動電源設(shè)計
8.4.1設(shè)計要求
8.4.2方案設(shè)計
8.4.3前級AC/DC恒壓電路參數(shù)設(shè)計
8.4.4后級DC/DC Buck恒流電路參數(shù)設(shè)計
參考文獻
第9章LED驅(qū)動電源的去電解電容設(shè)計
9.1去電解電容的基本思想與原理
9.1.1去電解電容的基本思想
9.1.2基于優(yōu)化控制策略去電解電容
9.1.3基于優(yōu)化拓撲結(jié)構(gòu)去電解電容
9.1.4去電解電容技術(shù)分析與討論
9.2基于三端口變換器的無電解電容驅(qū)動電路拓撲
9.2.1三端口變換器拓撲構(gòu)造方法
9.2.2基于反激的三端口變換器拓撲
9.3基于雙反激集成拓撲的驅(qū)動電路工作原理
9.3.1主電路拓撲推演
9.3.2主電路控制策略
9.3.3主電路功率因數(shù)校正實現(xiàn)
9.3.4主電路工作原理分析
9.4基于雙反激集成拓撲的LED驅(qū)動電源設(shè)計
9.4.1主電路參數(shù)設(shè)計思路
9.4.2控制電路設(shè)計方
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