电子镇流器的设计与调光控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:路秋生

出品人:

页数:318

译者:

出版时间:2005-10

价格:35.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030154217

丛书系列:

图书标签:

• LED调光
• 电子镇流器
• 调光控制
• 照明
• 电力电子
• 开关电源
• LED驱动
• 电路设计
• 控制系统
• 节能技术
• 照明工程

《电力电子技术在现代照明系统中的应用》 本书聚焦于电力电子技术如何革新和优化现代照明系统的能效、性能与智能化，深入探讨了从基础理论到前沿实践的全景图。 第一章：照明系统的演进与电力电子化的驱动力 本章系统梳理了传统照明技术（如白炽灯、高压气体放电灯）向现代固态照明（LED）和高效气体放电灯转变的宏观背景。阐述了能源危机、环保法规和用户对光质量要求的提升，如何成为推动照明系统采用先进电力电子技术的根本动力。重点分析了传统交流电源与现代光源特性之间的“不匹配性”，从而引出对高效、精确电源管理的迫切需求。讨论了照明系统能效的重要性，并引入了功率因数校正（PFC）和直流驱动在提高系统整体效率中的关键作用。 第二章：关键电力电子器件在照明电路中的选型与分析 深入剖析了构成现代照明电源管理电路的核心半导体器件。详细对比了MOSFET、IGBT以及最新一代的SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）器件在开关速度、导通损耗、耐压能力和热管理方面的特性差异。针对不同的应用场景（如高功率户外照明与低功率室内照明），提供了器件选型的具体指导原则。本章还包含对二极管、整流桥的特性分析，以及如何基于开关频率和工作温度来确定散热需求。 第三章：高效率功率因数校正（PFC）技术研究 PFC是现代电子镇流器和LED驱动器的核心组成部分，直接关系到电网侧的谐波污染和设备自身的能效。本章详细讲解了无源PFC和有源PFC的技术原理。重点剖析了两种主流的有源PFC拓扑：临界导电模式（CCM）Boost和不连续导电模式（DCM）Boost。对于CCM拓扑，深入探讨了其低纹波特性、磁性元件设计以及电流环控制策略；对于DCM拓扑，则侧重于其瞬态响应和对输入电流波形的影响。同时，对比分析了升降压（Buck-Boost）拓扑在单级实现PFC的应用优势与挑战。对如何满足IEC 61000-3-2等国际谐波标准进行了详尽的工程计算和仿真验证。 第四章：直流驱动与隔离型DC-DC变换器拓扑 照明系统最终需要向光源提供稳定的、受控的直流电。本章围绕DC-DC转换器展开，这是实现精确电流控制和系统隔离的关键。系统介绍了非隔离型拓扑（如Buck、Boost）的应用限制，并重点分析了隔离型拓扑的结构与性能： 1. 反激（Flyback）转换器：分析其单绕组变压器的结构简化优势，及其在低成本、低功率驱动中的应用。讨论了初级侧和次级侧的电流控制方法。 2. 半桥LLC谐振转换器：深入探讨了谐振腔的设计（$L_r, C_r, L_m$），及其实现零电压开关（ZVS）的原理，这是实现超高效率的关键技术。本章提供了一套完整的LLC设计流程，包括频率范围的确定和脉冲频率调制（PFM）的应用。 3. 正激（Forward）转换器：分析了其在需要较高功率输出时的应用，重点研究了磁复位机制（如第三绕组或有源钳位）对续流时间和磁芯饱和的控制。 第五章：高精度恒流控制与光输出调节 本章专注于如何精确控制LED的光通量输出，这是实现照明功能的核心。详细阐述了基于反馈回路的恒流控制技术。对比了模拟电流控制和数字电流控制的优缺点。对于模拟控制，重点分析了电流采样电阻的选择、误差放大器的设计和补偿网络的构建，以确保系统在电网电压波动和LED温度变化下的稳定性。 调光技术是本章的另一重点： 脉冲宽度调制（PWM）调光：分析了高频PWM调光相对于低频调光的优势，重点讨论了如何设计PWM信号发生器以避免人眼频闪效应（Flicker）。 电流幅度调制（Analog Dimming）：探讨了通过改变驱动电流来调节光强的机制，以及这种方法对LED色温漂移的影响。 混合调光策略：针对专业照明和显示领域，提出了结合PWM和电流调幅的混合方法，以在宽调光范围内保持最优的光色稳定性。 第六章：智能控制与数字电源管理 本章展望了照明系统的智能化发展趋势。详细介绍了如何利用微控制器（MCU）或专用数字信号处理器（DSP）实现对电源参数的实时监控和调整。 1. 数字补偿与自适应控制：讨论了数字PID控制器如何替代传统模拟补偿网络，实现更精确、更快速的动态响应。 2. 通信协议集成：深入讲解了DALI（数字可寻址照明接口）、ZigBee以及最新的有线/无线电源通信协议在驱动器中的嵌入式实现。分析了如何通过这些协议实现远程诊断、故障上报和预设场景的调用。 3. 热管理与寿命预测：探讨了如何利用集成在驱动器中的温度传感器数据，通过算法动态降低驱动电流，以保护LED结温，从而延长光源寿命。 第七章：电磁兼容性（EMC）设计与系统防护 一个稳定可靠的电子镇流器或驱动器必须具备强大的抗干扰能力和低辐射特性。本章提供了系统的EMC设计指南。内容涵盖： 输入侧滤波设计：共模扼流圈、差模电感和X/Y电容在抑制传导发射（CE）中的作用。 辐射发射（RE）的控制：开关节点的布局优化、PCB走线宽度对高频电流环路面积的影响，以及屏蔽设计。 抗扰度设计：瞬态过电压保护（EFT/Surge）、静电放电（ESD）保护电路的设计，特别是在高压输入端和敏感控制电路端的保护策略。 附录：设计案例分析与仿真验证 本附录提供了一个完整的、高效率（>94%）的80W LED驱动器设计流程实例，涵盖了从输入PFC到输出恒流的全过程计算。使用主流的仿真软件（如SPICE、PSIM）对关键环节（如LLC谐振点、PFC电流环路）进行建模和仿真验证，确保理论计算与实际性能的一致性。 本书面向对象： 电子工程、电气工程、光电工程专业的研究生、高级工程师，以及致力于高效率、智能化照明产品研发的技术人员。通过学习本书，读者将掌握设计下一代高性能电子驱动和镇流器的核心技术。

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这本书的知识广度令人印象深刻，它不仅仅聚焦于某一种特定的功率转换技术。我惊喜地发现，其中专门辟出了章节来探讨新型半导体材料（如GaN和SiC）在开关电源中的应用前景与设计挑战。这显示了作者对行业未来趋势的敏锐洞察力。对于那些希望将设计推向更高效率、更高功率密度的读者而言，这部分内容无疑是极具吸引力的“干货”。书中对系统级热管理和可靠性设计的部分也写得极为专业，结合了有限元分析（FEA）的视角，将热设计从经验提升到了科学计算的高度。阅读过程中，我忍不住要对照着自己手头的项目资料反复比对，从中汲取优化灵感。这本书的阅读门槛略高，需要读者具备一定的电子电路基础，但对于愿意投入时间和精力的专业人士来说，它提供的知识密度和深度是无与伦比的，绝对物超所值，是一笔值得的知识投资。

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这本书的装帧和排版确实很考究，拿到手里就能感受到作者在细节上的用心。封面设计简约而不失专业感，纸张的质感也相当不错，阅读体验上乘。我本来是抱着学习基础知识的心态来的，没想到内容深度远超我的预期。它并没有停留在那种泛泛而谈的理论层面，而是深入到了具体的电路拓扑结构分析，对于各种开关电源方案的优缺点进行了细致的剖析。特别是关于磁性元件设计的那几个章节，简直是教科书级别的讲解，我感觉自己对电感和变压器的设计思路有了质的飞跃。作者在阐述复杂概念时，擅长使用清晰的图示和流程图，使得那些原本晦涩难懂的数学模型变得直观易懂。即便是初次接触这个领域的工程师，也能通过这本书建立起扎实的理论框架。对于那些需要进行产品迭代或从零开始开发新一代电子设备的专业人士来说，这本书无疑是一份宝贵的参考资料，其提供的设计流程和验证方法论，极大地提高了项目推进的效率和可靠性。

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这本书的叙述风格非常流畅，带着一种独特的节奏感，读起来完全没有那种枯燥的学术气息。作者在介绍新的设计理念时，往往会先从一个实际的市场需求或者一个行业痛点出发，引导读者自然地进入到解决方案的探讨中。这种“需求导向”的讲解方式，让理论知识的应用场景变得非常清晰。我尤其欣赏作者在讨论特定元器件选型时的审慎态度，他不仅仅告诉你“要用什么”，更重要的是解释了“为什么是它，以及它可能带来的副作用”。例如，在探讨MOSFET的选择标准时，他详细对比了不同封装和导通电阻对热管理的影响，这种深度剖析对于优化成本和提升寿命至关重要。这本书的结构组织也十分合理，逻辑层层递进，从基础概念到系统集成，每一步都铺垫得扎实到位。读完后，我感觉自己对整个系统的设计流程有了一个更宏观、更具全局观的认识，不再是孤立地看待某个模块。

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我花了整整一个周末才初步读完这本书的概述部分，留给我的印象是，它更像是一本高阶的“实战手册”，而不是传统的教材。作者似乎非常清楚一线工程师在实际工作中会遇到哪些“坑”，并提前给出了规避策略。比如，在讨论EMI/EMC抑制措施时，他没有仅仅罗列标准，而是结合具体的设计案例，讲解了如何通过优化PCB布局和滤波电路结构来达到合规要求，这一点在很多市面上同类的书籍中是缺失的。此外，书中对各种保护电路（如过流、过温保护）的实现细节分析得入木三分，特别是涉及到数字控制与模拟控制相结合的部分，展示了非常前沿的设计思路。阅读过程中，我发现书中引用的参考资料和前沿技术报告非常新颖，可以看出作者在学术研究和行业动态追踪上投入了巨大的精力。这本书的价值在于，它将理论的严谨性和工程实践的灵活性完美地结合了起来，是那种可以放在案头，随时翻阅并能获得新启发的工具书。

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这本书的侧重点似乎更偏向于“工程实现”而非纯粹的理论推导，这一点深得我心。它没有过多纠缠于复杂的傅里叶级数展开，而是直接给出了在特定工作条件下，如何快速估算关键参数的实用公式和经验法则。这对于争取项目进度的工程师来说，无疑是极大的福音。书中对软件仿真工具的应用指导也非常到位，不仅展示了仿真模型的建立过程，更重要的是，它教会了读者如何解读仿真结果，并如何将仿真与实际样机测试进行有效的交叉验证，以避免“仿真完美，实测失败”的窘境。特别是对非线性负载的建模分析部分，提供了非常实用的建模技巧。这本书的语言风格朴实而严谨，作者的专业自信透过文字清晰可见，给人一种非常可靠的感觉。总而言之，这是一本真正能帮助读者从“知道怎么做”升级到“做出更好的”的实践指南。

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