前言
LED作為第四代電光源具有節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、色彩豐富、低壓易控等優(yōu)點(diǎn),近十年來(lái)已廣泛應(yīng)用于照明、燈飾、顯示,以及醫(yī)療、通信、植物生長(zhǎng)等領(lǐng)域。然而LED是一個(gè)敏感的器件,必須配套合適的驅(qū)動(dòng)電路才能使之安全、可靠、穩(wěn)定地工作,以發(fā)揮它的上述優(yōu)點(diǎn)。本書(shū)結(jié)合了作者多年的教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)和課程改革成果,并通過(guò)與企業(yè)的深度合作,采用通俗易懂的語(yǔ)言和貼近專業(yè)的實(shí)用案例,從LED的特性和基本應(yīng)用出發(fā),介紹了LED不同應(yīng)用領(lǐng)域的電路結(jié)構(gòu)和原理,給出了行之有效的LED的驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用電路設(shè)計(jì)方法,驗(yàn)證了所提方法的有效性,為相關(guān)專業(yè)學(xué)生和從業(yè)人員提供快速入門和學(xué)習(xí)參考。
1.本書(shū)特色
(1)校企合作,工學(xué)結(jié)合　本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中得到了相關(guān)企業(yè)的支持,書(shū)中列舉的案例一部分來(lái)自授課典型案例,另一部分來(lái)自企業(yè)實(shí)踐案例,全書(shū)內(nèi)容的編排以企業(yè)的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn),充分結(jié)合了理論學(xué)習(xí)實(shí)際和生產(chǎn)要求,在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中,重視讀者工程思維和實(shí)踐技能培養(yǎng)。
(2)目標(biāo)明確,簡(jiǎn)明實(shí)用　面向應(yīng)用型人才培養(yǎng),重點(diǎn)培養(yǎng)讀者對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力,采用案例式闡述,所有案例的設(shè)計(jì)均來(lái)自實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,具有實(shí)用性和可移植性。本書(shū)考慮到讀者的專業(yè)背景、知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力差異,從內(nèi)容、進(jìn)度和細(xì)節(jié)等多方面做出了盡可能合理的安排,并針對(duì)一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重點(diǎn)難點(diǎn)、容易產(chǎn)生卡脖子的地方專門錄制了輔助教學(xué)視頻,有利于幫助有需要的讀者克服困難,達(dá)到共同進(jìn)步的目的。
(3)自成體系,循序漸進(jìn)　第1~7章按照LED不同應(yīng)用場(chǎng)景分別介紹相應(yīng)的應(yīng)用電路結(jié)構(gòu),通過(guò)案例詳解設(shè)計(jì)方法;第8章講解LED應(yīng)用電路設(shè)計(jì)的一般思路和方法;第9章進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練;第10章講述方案的優(yōu)化;第11章對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行選題指導(dǎo),布置設(shè)計(jì)任務(wù)和要求。內(nèi)容從模電、數(shù)電到單片機(jī),由淺入深;從理論到實(shí)驗(yàn),再到動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作和測(cè)試,知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、技能層層遞進(jìn)。
(4)啟發(fā)引導(dǎo),充滿趣味?摒棄枯燥的知識(shí)灌輸?shù)膶W(xué)習(xí)方式,突出思想方法,通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)讀者發(fā)現(xiàn)、分析、解決復(fù)雜工程問(wèn)題,并在此過(guò)程中完成知識(shí)的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。精選案例,將古典與現(xiàn)代融為一體,讓電路設(shè)計(jì)融入人文關(guān)懷和生活氣息。例如,在調(diào)光控制設(shè)計(jì)案例中設(shè)計(jì)了紅外感應(yīng)、吹滅、按鍵、旋鈕、觸摸等操作方式,充分調(diào)動(dòng)了讀者各種運(yùn)動(dòng)和感官,既新鮮有趣,又實(shí)用時(shí)尚。在完成作品的同時(shí),能充分感受到作品的靈魂,促進(jìn)讀者為作品創(chuàng)作付出心血和感情的意愿。
(5)創(chuàng)新案例,突出應(yīng)用　案例中設(shè)計(jì)的方案并不僅停留于對(duì)經(jīng)典應(yīng)用的復(fù)制,而是更多地融合了創(chuàng)新思想,例如,用TL494實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)的PWM輸出、用CD4017設(shè)計(jì)電子選擇開(kāi)關(guān)、用二極管設(shè)計(jì)專用的譯碼電路、用HS0038設(shè)計(jì)反射式紅外傳感器、用駐極體電容式傳聲器(俗稱為電容咪)設(shè)計(jì)吹滅LED燈的傳感器等,這些電路充滿新意和技巧,不僅極具啟發(fā)性,而且在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中有較強(qiáng)的參考價(jià)值,部分電路可直接移植。
2.學(xué)習(xí)收益
通過(guò)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,讀者應(yīng)在以下幾方面得到鍛煉和提高:
1)了解LED應(yīng)用領(lǐng)域,以及不同應(yīng)用領(lǐng)域的經(jīng)典電路結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)要求和具體的設(shè)計(jì)方法。
2)能對(duì)LED應(yīng)用相關(guān)電路問(wèn)題進(jìn)行獨(dú)立分析、研究,明確設(shè)計(jì)目標(biāo)。
3)能合理設(shè)計(jì)具有一定功能的LED產(chǎn)品的應(yīng)用電路的實(shí)施方案。
4)能閱讀元器件、芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè),獲取相關(guān)參考資料,并運(yùn)用于對(duì)電路的選型、分析與設(shè)計(jì)。
5)能計(jì)算電路中各元器件參數(shù),理解不同的參數(shù)對(duì)電路的影響,能正確選擇元器件型號(hào)。
6)能運(yùn)用常用的工具軟件完成電路設(shè)計(jì)、制作和實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
7)對(duì)所設(shè)計(jì)的作品充滿期待和激情,愿意為之付出努力,克服困難,不斷優(yōu)化。
3.章節(jié)安排
本書(shū)分為三大部分,第一部分為第1~7章,比較系統(tǒng)地介紹LED各種應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)原理、案例和方法;第二部分為第8~11章,詳細(xì)介紹LED應(yīng)用電路設(shè)計(jì)的思路、方法,并通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)讀者完成作品的設(shè)計(jì)任務(wù);第三部分為附錄,包括AD軟件速成的案例教學(xué)。另外,還提供了各章思考題的參考答案,部分重點(diǎn)難點(diǎn)可觀看輔助學(xué)習(xí)視頻。
(1)第1章　LED驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用基礎(chǔ)。介紹了LED的應(yīng)用領(lǐng)域、LED驅(qū)動(dòng)的概念和層次、LED的電氣特性、LED的連接方式、LED燈板的設(shè)計(jì),最后用一個(gè)例子說(shuō)明點(diǎn)亮LED的基本條件。
(2)第2章　幾種簡(jiǎn)易的LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。介紹了幾種常見(jiàn)的簡(jiǎn)易LED限流和恒流驅(qū)動(dòng)電路,包括電阻降壓限流、電容降壓限流、晶體管恒流、恒流二極管和集成線性恒流電路等。
(3)第3章　開(kāi)關(guān)變換器原理與設(shè)計(jì)。開(kāi)關(guān)電源具有效率高、體積小、輸入電源范圍寬等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種電子電氣設(shè)備。LED的突出優(yōu)勢(shì)之一是節(jié)能,提高驅(qū)動(dòng)電路的能效是關(guān)鍵,開(kāi)關(guān)電源變換器是首選方案。本章介紹了開(kāi)關(guān)變換器的基本原理,并通過(guò)兩個(gè)實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明利用開(kāi)關(guān)變換器設(shè)計(jì)LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的方法。
(4)第4章　反激式開(kāi)關(guān)恒流電源設(shè)計(jì)。第3章介紹的非隔離BUCK開(kāi)關(guān)恒流變換器具有效率高、電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但由于輸入與輸出之間在電氣連接上是非隔離的,因此不適用于比較容易被人體觸及的應(yīng)用場(chǎng)合,例如,一些有金屬外殼作散熱器的射燈、筒燈等,這些燈具通常適宜采用隔離式的設(shè)計(jì),可通過(guò)高頻變壓器、光電耦合器等元器件將輸出側(cè)與輸入側(cè)隔開(kāi),保護(hù)人身的安全。本章通過(guò)實(shí)例詳細(xì)講解了常應(yīng)用