LED照明技术与应用电路（第2版）

第1章照明基础知识

1.1光的基础知识

1.1.1光的特性

1.1.2光的质量

1.2光源

1.2.1电光源

1.2.2固体发光光源

1.3照明灯具

1.4LED绿色照明工程

第2章LED固态光源

2.1LED的发光原理及主要参数

2.1.1LED的发光原理及发光效率

2.1.2LED的主要参数与特性

2.2白光LED基础知识

2.2.1白光LED的发展与特点

2.2.2白光LED的实现方法

2.3大功率白光LED的结构与特性

2.3.1大功率白光LED的结构特点

2.3.2照明用白光LED

2.4大功率白光LED的散热及封装

2.4.1大功率白光LED的散热

2.4.2大功率白光LED的封装

第3章大功率LED驱动电路

3.1LED驱动技术

3.1.1LED驱动方案

3.1.2LED与驱动器的匹配

3.2白光HILED驱动电路

3.2.1白光HILED

3.2.2HILED驱动器具备的要素

3.2.3白光HILED驱动电路

3.2.4白光HILED驱动电路设计

3.2.5HILED驱动器的优化设计

3.2.6超低电压大功率LED恒流驱动器

3.3交流驱动LED前级电路

3.3.1EMI的滤波器

3.3.2整流技术

3.3.3功率因数校正技术

第4章大功率LED应用电路

4.1大功率LED恒流驱动器

4.1.1基于MAX16802的LED恒流驱动器

4.1.2基于LM3402的LED驱动器

4.1.3基于MAX16800高压、可调恒流LED驱动器

4.1.4基于NCP101X的LuxeonStar LED驱动器

4.1.5基于HV991X大功率LED驱动器

4.1.6基于LT3474大功率LED驱动器

4.1.7基于DD311/DD312单通道大功率LED恒流驱动器

4.1.8基于PT4107的LED 驱动器

4.1.9基于XLT604大功率LED驱动器

4.1.10基于AP3706隔离式AC/DC LED驱动器

4.1.11基于LTC3490的白光LED驱动器

4.1.12基于PAM2842的LED驱动器

4.1.13基于LT3478和LT34781高调光比LED驱动器

4.1.14基于HA22004P高压LED恒流源驱动器

4.1.15基于SP6648的手电筒LED驱动器

4.2基于单片开关电源的LED驱动器

4.2.1基于LinkSwitchTN系列器件LED驱动器

4.2.2基于TOPSwitchGX系列器件LED驱动器

4.2.3基于TinySwitchⅢ系列器件LED驱动器

第5章LED照明灯具及设计

5.1LED照明灯具及结构

5.1.1LED照明灯具

5.1.2LED照明灯具结构

5.2LED灯具设计

5.2.1LED灯具设计程序

5.2.2LED道路照明灯具设计

参考文献2100433B

本书结合我国绿色照明工程计划，以LED照明技术和LED照明实用电路为核心内容，结合目前国内外LED技术发展动态，全面系统地阐述了LED的基础知识和最新应用技术。全书共5章，深入浅出地阐述了照明基础知识、LED固态光源、大功率LED驱动电路、大功率LED应用电路、LED照明灯具及设计等内容。本书题材新颖实用，内容丰富，深入浅出，文字通俗，具有很高的实用价值，是从事LED照明设计和应用的工程技术人员的必备读物。

当某一串联支路上有一只LED品质不良而短路时，不管采用稳压式驱动方式还是恒流式驱动方式，通过该串联电路的电流将增大，很容易损坏该串联支路中的LED。大电流通过损坏的这串LED后，由于通过的电流较大，多表现为断路。断开一个LED串联支路后，如果采用稳压式驱动方式，驱动器的输出电流将减小，而不影响余下的所有LED正常工作。

如果采用恒流式LED驱动方式，由于驱动器的输出电流保持不变，分配在余下的LED中的电流将增大，容易损坏所有的LED。解决办法是尽量多并联LED，这样当断开某一只LED时，分配在余下的LED中的电流不大，不至于影响余下的LED正常工作。

这种先串联后并联的线路的优点是线路简单、亮度稳定、可靠性高，并且对器件的一致性要求较低，不需要特别挑选器件，即使个别LED单管失效，对整个发光组件的影响也较小。在工作环境因素变化较大的情况下，使用这种连接形式的发光元件效果较为理想。

混联方式还有另外一种接法，即是将LED平均分配后分组并联，再将每组串联在一起。当有一只LED品质不良而短路时，不管是采用稳压式驱动方式还是恒流式驱动方式，并联在这一支路中的LED将全部不亮。如果采用恒流式LED驱动方式，由于驱动器的输出电流保持不变，除了并联在短路LED上的这一并联支路外，其余的LED均正常工作。假设并联的LED数量较多，驱动器的驱动电流较大，通过这只短路的LED的电流将增大。大电流通过这只短路的LED后，很容易就变成断路。由于并联的LED较多，断开一只LED后，平均分配电流变化不大，其余的LED依然可以正常工作，那么在整个LED灯中仅有一只LED不亮。

先并后串混合连接构成的发光元件的问题主要是在单组并联LED中，由于器件和使用条件的差别，单组中个别LED芯片可能丧失PN结特性，出现短路。个别器件短路会使未失效的LED失去工作电流IF''导致整组LED熄灭，总电流全部从短路器件中通过，而较长时间的短路电流又会使器件内部的键合金属丝或其他部分烧毁，出现开路。这时，未失效的LED重新获得电流，恢复正常发光，只是工作电流IF较原来大一点。这就是这种连接形式的发光元件出现先是一组中几只LED一起熄灭，一段时间后除其中一只LED不亮外，其他LED又恢复正常的原因。

在需要使用比较多的LED产品时，如果将所有的LED串联，将需要LED驱动器输出较高的电压:如果将所有的LED并联，则需要LED驱动器输出较大的电流。将所有的LED串联或并联，不但限制着LED的使用量，而且并联LED负载电流较大，驱动器的成本也会增加，解决办法是采用混联方式。串、并联的LED数量平均分配，这样，分配在一个LED串联支路上的电压相同，同一个串联支路中每个LED上的电流也基本相同，亮度一致，同时通过每个串联支路的电流也相近。

1.LED电路中采用保险丝(管)

由于保险丝是一次性的，且反应速度慢，效果差、使用麻烦，所以保险丝不适宜用于LED灯成品中，因为LED灯主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求 LED保护电路要很苛刻：在超出正常使用电流时能立即启动保护，让LED的供电通路就被断开，使LED和电源都能得到保护，在整个灯正常后又能够自动恢复供电，不影响LED工作。电路不能太复杂体积不能太大，成本还要低。所以采用保险丝的方式实现起来很困难。

2.瞬态电压抑制二极体(简称TVS)

瞬态电压抑制二极体是一种二极体形式的高效能保护器件。当它的两极受到反向瞬态高能量冲击时，能以10的负12次方秒极短时间的速度，使自己两极间的高阻立即降低为低阻，吸收高达数千瓦的浪涌功率，把两极间的电压钳位元在一个预定的电压值，有效的保护了电子线路中的精密元器件。瞬态电压抑制二极体具有回应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差一致性好、钳位元电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。

但是在实际使用中发现要寻找满足要求电压值的TVS器件很不容易。 LED光珠的损坏主要是因为电流过大使芯片内部过热造成的。 TVS只能探测过电压不能探测过电流。要选择合适的电压保护点很难掌握，这种器件就无法生产也就很难在实际中使用。

3.选择自恢复保险丝

自恢复保险丝又称为高分子聚合物正温度热敏电阻PTC,是由聚合物与导电粒子等构成。在经过特殊加工后，导电粒子在聚合物中构成链状导电通路。当正常工作电流通过(或元件处于正常环境温度)时，PTC自恢复保险丝呈低阻状态;当电路中有异常过电流通过(或环境温度升高)时，大电流(或环境温度升高)所产生的热量使聚合物迅速膨胀，也就切断了导电粒子所构成的导电通路，PTC自恢复保险丝呈高阻状态;当电路中过电流(超温状态)消失后，聚合物冷却，体积恢复正常，其中导电粒子又重新构成导电通路，PTC自恢复保险丝又呈初始的低阻状态。在正常工作状态自恢复保险管的发热很小，在异常工作状态它的发热很高阻值就很大，也就限制了通过它的电流，从而起到了保护作用。

在具体的电路中，可以选择：

①分路保护。一般LED灯是分成很多串接支路。我们可以在每个支路的前面加一支PTC组件分别进行保护。这种方式的好处是精确性高，保护的可靠性好。

②总体保护。在所有光珠的前面加接一支PTC组件，对整灯进行保护。这种方式的好处是简单，不占体积。对于民用产品来说，这种保护在实际使用中的结果还是令人满意的。