LED照明技術與應用電路（第2版）內容簡介

本書結合我國綠色照明工程計劃，以LED照明技術和LED照明實用電路為核心內容，結合目前國內外LED技術發(fā)展動態(tài)，全面系統地闡述了LED的基礎知識和最新應用技術。全書共5章，深入淺出地闡述了照明基礎知識、LED固態(tài)光源、大功率LED驅動電路、大功率LED應用電路、LED照明燈具及設計等內容。本書題材新穎實用，內容豐富，深入淺出，文字通俗，具有很高的實用價值，是從事LED照明設計和應用的工程技術人員的必備讀物。

第1章照明基礎知識

1.1光的基礎知識

1.1.1光的特性

1.1.2光的質量

1.2光源

1.2.1電光源

1.2.2固體發(fā)光光源

1.3照明燈具

1.4LED綠色照明工程

第2章LED固態(tài)光源

2.1LED的發(fā)光原理及主要參數

2.1.1LED的發(fā)光原理及發(fā)光效率

2.1.2LED的主要參數與特性

2.2白光LED基礎知識

2.2.1白光LED的發(fā)展與特點

2.2.2白光LED的實現方法

2.3大功率白光LED的結構與特性

2.3.1大功率白光LED的結構特點

2.3.2照明用白光LED

2.4大功率白光LED的散熱及封裝

2.4.1大功率白光LED的散熱

2.4.2大功率白光LED的封裝

第3章大功率LED驅動電路

3.1LED驅動技術

3.1.1LED驅動方案

3.1.2LED與驅動器的匹配

3.2白光HILED驅動電路

3.2.1白光HILED

3.2.2HILED驅動器具備的要素

3.2.3白光HILED驅動電路

3.2.4白光HILED驅動電路設計

3.2.5HILED驅動器的優(yōu)化設計

3.2.6超低電壓大功率LED恒流驅動器

3.3交流驅動LED前級電路

3.3.1EMI的濾波器

3.3.2整流技術

3.3.3功率因數校正技術

第4章大功率LED應用電路

4.1大功率LED恒流驅動器

4.1.1基于MAX16802的LED恒流驅動器

4.1.2基于LM3402的LED驅動器

4.1.3基于MAX16800高壓、可調恒流LED驅動器

4.1.4基于NCP101X的LuxeonStar LED驅動器

4.1.5基于HV991X大功率LED驅動器

4.1.6基于LT3474大功率LED驅動器

4.1.7基于DD311/DD312單通道大功率LED恒流驅動器

4.1.8基于PT4107的LED 驅動器

4.1.9基于XLT604大功率LED驅動器

4.1.10基于AP3706隔離式AC/DC LED驅動器

4.1.11基于LTC3490的白光LED驅動器

4.1.12基于PAM2842的LED驅動器

4.1.13基于LT3478和LT34781高調光比LED驅動器

4.1.14基于HA22004P高壓LED恒流源驅動器

4.1.15基于SP6648的手電筒LED驅動器

4.2基于單片開關電源的LED驅動器

4.2.1基于LinkSwitchTN系列器件LED驅動器

4.2.2基于TOPSwitchGX系列器件LED驅動器

4.2.3基于TinySwitchⅢ系列器件LED驅動器

第5章LED照明燈具及設計

5.1LED照明燈具及結構

5.1.1LED照明燈具

5.1.2LED照明燈具結構

5.2LED燈具設計

5.2.1LED燈具設計程序

5.2.2LED道路照明燈具設計

參考文獻2100433B

當某一串聯支路上有一只LED品質不良而短路時，不管采用穩(wěn)壓式驅動方式還是恒流式驅動方式，通過該串聯電路的電流將增大，很容易損壞該串聯支路中的LED。大電流通過損壞的這串LED后，由于通過的電流較大，多表現為斷路。斷開一個LED串聯支路后，如果采用穩(wěn)壓式驅動方式，驅動器的輸出電流將減小，而不影響余下的所有LED正常工作。

如果采用恒流式LED驅動方式，由于驅動器的輸出電流保持不變，分配在余下的LED中的電流將增大，容易損壞所有的LED。解決辦法是盡量多并聯LED，這樣當斷開某一只LED時，分配在余下的LED中的電流不大，不至于影響余下的LED正常工作。

這種先串聯后并聯的線路的優(yōu)點是線路簡單、亮度穩(wěn)定、可靠性高，并且對器件的一致性要求較低，不需要特別挑選器件，即使個別LED單管失效，對整個發(fā)光組件的影響也較小。在工作環(huán)境因素變化較大的情況下，使用這種連接形式的發(fā)光元件效果較為理想。

混聯方式還有另外一種接法，即是將LED平均分配后分組并聯，再將每組串聯在一起。當有一只LED品質不良而短路時，不管是采用穩(wěn)壓式驅動方式還是恒流式驅動方式，并聯在這一支路中的LED將全部不亮。如果采用恒流式LED驅動方式，由于驅動器的輸出電流保持不變，除了并聯在短路LED上的這一并聯支路外，其余的LED均正常工作。假設并聯的LED數量較多，驅動器的驅動電流較大，通過這只短路的LED的電流將增大。大電流通過這只短路的LED后，很容易就變成斷路。由于并聯的LED較多，斷開一只LED后，平均分配電流變化不大，其余的LED依然可以正常工作，那么在整個LED燈中僅有一只LED不亮。

先并后串混合連接構成的發(fā)光元件的問題主要是在單組并聯LED中，由于器件和使用條件的差別，單組中個別LED芯片可能喪失PN結特性，出現短路。個別器件短路會使未失效的LED失去工作電流IF''導致整組LED熄滅，總電流全部從短路器件中通過，而較長時間的短路電流又會使器件內部的鍵合金屬絲或其他部分燒毀，出現開路。這時，未失效的LED重新獲得電流，恢復正常發(fā)光，只是工作電流IF較原來大一點。這就是這種連接形式的發(fā)光元件出現先是一組中幾只LED一起熄滅，一段時間后除其中一只LED不亮外，其他LED又恢復正常的原因。

在需要使用比較多的LED產品時，如果將所有的LED串聯，將需要LED驅動器輸出較高的電壓:如果將所有的LED并聯，則需要LED驅動器輸出較大的電流。將所有的LED串聯或并聯，不但限制著LED的使用量，而且并聯LED負載電流較大，驅動器的成本也會增加，解決辦法是采用混聯方式。串、并聯的LED數量平均分配，這樣，分配在一個LED串聯支路上的電壓相同，同一個串聯支路中每個LED上的電流也基本相同，亮度一致，同時通過每個串聯支路的電流也相近。

1.LED電路中采用保險絲(管)

由于保險絲是一次性的，且反應速度慢，效果差、使用麻煩，所以保險絲不適宜用于LED燈成品中，因為LED燈主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求 LED保護電路要很苛刻：在超出正常使用電流時能立即啟動保護，讓LED的供電通路就被斷開，使LED和電源都能得到保護，在整個燈正常后又能夠自動恢復供電，不影響LED工作。電路不能太復雜體積不能太大，成本還要低。所以采用保險絲的方式實現起來很困難。

2.瞬態(tài)電壓抑制二極體(簡稱TVS)

瞬態(tài)電壓抑制二極體是一種二極體形式的高效能保護器件。當它的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，能以10的負12次方秒極短時間的速度，使自己兩極間的高阻立即降低為低阻，吸收高達數千瓦的浪涌功率，把兩極間的電壓鉗位元在一個預定的電壓值，有效的保護了電子線路中的精密元器件。瞬態(tài)電壓抑制二極體具有回應時間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、鉗位元電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點。

但是在實際使用中發(fā)現要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。 LED光珠的損壞主要是因為電流過大使芯片內部過熱造成的。 TVS只能探測過電壓不能探測過電流。要選擇合適的電壓保護點很難掌握，這種器件就無法生產也就很難在實際中使用。

3.選擇自恢復保險絲

自恢復保險絲又稱為高分子聚合物正溫度熱敏電阻PTC,是由聚合物與導電粒子等構成。在經過特殊加工后，導電粒子在聚合物中構成鏈狀導電通路。當正常工作電流通過(或元件處于正常環(huán)境溫度)時，PTC自恢復保險絲呈低阻狀態(tài);當電路中有異常過電流通過(或環(huán)境溫度升高)時，大電流(或環(huán)境溫度升高)所產生的熱量使聚合物迅速膨脹，也就切斷了導電粒子所構成的導電通路，PTC自恢復保險絲呈高阻狀態(tài);當電路中過電流(超溫狀態(tài))消失后，聚合物冷卻，體積恢復正常，其中導電粒子又重新構成導電通路，PTC自恢復保險絲又呈初始的低阻狀態(tài)。在正常工作狀態(tài)自恢復保險管的發(fā)熱很小，在異常工作狀態(tài)它的發(fā)熱很高阻值就很大，也就限制了通過它的電流，從而起到了保護作用。

在具體的電路中，可以選擇：

①分路保護。一般LED燈是分成很多串接支路。我們可以在每個支路的前面加一支PTC組件分別進行保護。這種方式的好處是精確性高，保護的可靠性好。

②總體保護。在所有光珠的前面加接一支PTC組件，對整燈進行保護。這種方式的好處是簡單，不占體積。對于民用產品來說，這種保護在實際使用中的結果還是令人滿意的。