led应用技术

学习单元1 LED基础知识 1

知识分布网络 1

1．1 LED的发展与产业分布 2

1．2 光与色的基本特性 8

1．2．1 光的基本知识 8

1．2．2 光的视觉性质 14

1．2．3 颜色的基本特性及光色混合 17

1．2．4 光色的心理感觉及环境影响 19

1．2．5 光色的对比并置与表色系统 21

1．3 LED的发光原理、性能及应用 22

1．3．1 LED的基本结构与导电性 22

1．3．2 LED的发光原理 24

1．3．3 LED的特性参数与性能 25

1．3．4 LED的分类与常见器件形式 28

1．3．5 白光LED的种类、实现方法与结构 31

1．3．6 超高亮度LED与LED照明应用 36

知识梳理与总结 39

练习题1 40

实训1 认识光与颜色 40

实训2 LED的万用表检测 41

学习单元2 LED的制造与封装 43

知识分布网络 43

2．1 LED衬底材料的要求与种类 44

2．2 LED的外延工艺技术 46

2．2．1 LED对外延材料的基本要求 46

2．2．2 几种主要的外延材料 47

2．2．3 LED芯片的外延技术及外延设备 49

2．2．4 外延技术和设备的发展趋势 51

2．3 LED的芯片技术 53

2．3．1 优化芯片发光层能带结构 53

2．3．2 光引出效率的提高技术 54

2．3．3 电极及电流扩展技术 59

2．4 LED的封装技术 61

2．4．1 LED的封装形式和结构 61

2．4．2 功率型LED封装技术 63

2．5 白光LED技术 67

2．5．1 可见光光谱与白光LED的关系 68

2．5．2 人造白光的合成 68

2．5．3 白光LED的实现方法 69

2．5．4 照明用白光LED存在的问题及其对策 74

2．5．5 荧光材料 77

2．5．6 白光LED的特性 78

2．6 LED的散热技术 80

2．6．1 LED的结温、热阻与热分析 80

2．6．2 采用微通道致冷器（MCC）的LED散热 81

知识梳理与总结 84

练习题2 84

实训3 大功率LED固晶 84

实训4 大功率LED焊线 88

实训5 大功率LED封胶 90

实训6 大功率LED测试 93

学习单元3 LED的检测与安装 95

知识分布网络 95

3．1 LED的技术参数与技术标准 96

3．1．1 LED的技术参数 96

3．1．2 LED的相关技术标准现状与发展动向 97

3．2 LED技术参数的测量 100

3．2．1 LED光学参数的测量 100

3．2．2 LED电学参数的测量 107

3．2．3 LED热特性参数的测量 113

3．3 LED的安全认证 115

3．4 LED分选技术 116

3．5 LED的焊接与安装 119

3．5．1 LED引脚的成形方法 119

3．5．2 LED的焊接要求 119

3．5．3 手工焊接的步骤 120

3．5．4 安装LED技术要求 122

3．5．5 LED显示器的焊接 122

3．5．6 LED清洗方法 122

3．5．7 LED使用注意事项 123

知识梳理与总结 123

练习题3 124

实训7 LED特性测试 124

学习单元4 LED驱动电路分析 127

知识分布网络 127

4．1 LED驱动器 128

4．1．1 LED驱动器的要求 128

4．1．2 常用的LED电源驱动方案 128

4．1．3 LED显示驱动方式 129

4．2 LED与驱动器的匹配 133

4．2．1 LED全部串联方式 134

4．2．2 LED全部并联方式 135

4．2．3 LED混联方式 135

4．2．4 交叉阵列形式 136

4．2．5 LED驱动电路的拓扑结构 136

4．3 典型LED驱动器及应用 138

4．3．1 电容降压式LED驱动器 138

4．3．2 电感式LED驱动器 140

4．3．3 电荷泵式LED驱动器 141

4．3．4 LED恒流驱动器 144

4．3．5 LED调光驱动方法 145

4．4 典型DC/DC变换电路 146

4．4．1 无隔离的DC/DC变换电路 146

4．4．2 有变压器隔离的DC/DC变换电路 147

4．5 白光LED驱动电路 149

4．5．1 白光LED调光功能的实现方式 149

4．5．2 白光LED驱动方案的选择 150

4．5．3 常见的白光LED驱动电路 150

4．6 LED集成驱动电路 152

4．6．1 电荷泵典型集成驱动电路 152

4．6．2 开关式DC/DC变换器驱动电路 155

4．6．3 限流开关 158

4．6．4 闪光灯用LED驱动器 160

4．6．5 六路串联白光LED驱动集成电路 162

4．6．6 集成肖特基二极管的恒流白光LED驱动器 163

4．6．7 低功耗高亮度LED驱动器 164

4．6．8 具有诊断功能的16通道LED驱动器 165

知识梳理与总结 166

练习题4 167

实训8 可调光台灯电路制作 167

学习单元5 LED驱动电路设计 172

知识分布网络 172

5．1 全彩色LED大屏幕驱动器设计 173

5．1．1 TLC5941芯片的特点与功能 173

5．1．2 基于TLC5941的动态扫描驱动电路 174

5．2 用升/降压式变换器设计LED照明驱动器 176

5．2．1 升/降压式变换器的工作原理 176

5．2．2 输出电压反馈 177

5．3 大型LED显示系统设计 178

5．3．1 大型LED显示系统的主要技术难点及应对策略 178

5．3．2 显示屏系统硬件结构及原理 179

5．3．3 显示屏系统软件设计 181

5．4 自定制LED驱动器的设计与应用 183

5．4．1 4位7段LED显示器 183

5．4．2 4位7段LED显示驱动器芯片 184

5．4．3 6位“米”字段LED显示驱动器芯片 185

5．4．4 LED显示驱动器芯片的应用 185

5．4．5 LED显示驱动器芯片的软件编程 186

5．5 用单片机设计LED彩灯控制器 187

知识梳理与总结 191

练习题5 192

实训9 LED变色灯制作 192

学习单元6 LED数码显示器和显示屏 196

知识分布网络 196

6．1 LED数码显示器 197

6．1．1 LED显示器的结构 197

6．1．2 LED数码显示器的分类 198

6．1．3 LED数码显示器的特殊参数 198

6．1．4 LED数码显示器的应用 199

6．2 LED显示屏 210

6．2．1 LED显示屏的发展阶段 210

6．2．2 LED显示屏的分类 211

6．2．3 LED显示屏的基本结构 213

6．2．4 LED显示屏的主要指标 214

6．3 LED图文显示屏 215

6．3．1 图文显示屏的特点 215

6．3．2 LED图文显示屏的组成 215

6．3．3 图文显示屏硬件电路的设计思路 220

6．3．4 LED图文显示屏的典型应用方式 221

6．4 LED图像显示屏 222

6．4．1 视频信号处理技术 223

6．4．2 显示屏终端分辨率 223

6．5 LED显示屏的设计与选择 225

6．5．1 显示屏尺寸的选择 225

6．5．2 LED显示屏的亮度计算 225

6．5．3 耗电要求与电源选择 226

6．5．4 显示屏的选用 226

6．5．5 模块化LED大屏幕显示器的设计 228

6．6 显示屏的使用及常见故障排除 230

知识梳理与总结 233

练习题6 233

实训项目10 LED显示条屏的安装与调试 234

学习单元7 单片机LED控制系统设计 237

知识分布网络 237

7．1 ATmega16单片机及最小系统 238

7．2 4位数码管显示系统设计 240

7．3 英文字符点阵显示系统设计 242

7．4 中文字符显示系统设计 248

7．5 串口通信控制点阵显示系统设计 254

知识梳理与总结 260

练习题7 260

实训11 单元电路板设计 261

学习单元8 LED新技术与配光应用 267

知识分布网络 267

8．1 LED控制系统新技术 268

8．1．1 LED控制协议与接口 268

8．1．2 常见LED灯饰控制系统 269

8．1．3 LED-NET系统的特点 270

8．1．4 联网控制与单机控制 270

8．2 LED的应用与配色 270

8．2．1 LED交通信号灯 270

8．2．2 超高亮LED装饰照明 274

8．2．3 LED显示屏与LED灯饰的比较 276

8．2．4 LED的配色和混色问题 276

8．3 LED的二次光学设计 277

8．3．1 LED光学设计的基本光学元件 277

8．3．2 LED系统的光学设计 278

8．4 LED的防静电控制 279

8．4．1 静电的概念 279

8．4．2 静电的产生 280

8．4．3 带电电位与体电阻率 281

8．4．4 LED生产环境要求 281

8．4．5 器件失效的原因 282

8．4．6 静电防护措施 282

知识梳理与总结 283

练习题8 283

实训12 道路照明测试 284

学习单元9 OLED技术及其应用 287

知识分布网络 287

9．1 OLED的发光机理、发光材料及彩色化技术 288

9．1．1 OLED技术研发过程 288

9．1．2 OLED的基本结构与发光原理 289

9．1．3 有机电致发光材料 290

9．1．4 OLED彩色化的实现 292

9．2 OLED驱动技术及供电电源解决方案 293

9．2．1 OLED驱动方式 293

9．2．2 OLED供电电源解决方案 296

9．3 OLED电源偏置及驱动电路设计 299

9．3．1 基于MAX8570的OLED电源偏置电路设计 299

9．3．2 基于SSD1303的OLED驱动电路设计 302

9．4 OLED 显示模块 304

9．4．1 模块的性能特点 304

9．4．2 模块的电路原理 305

9．4．3 SSD1306的结构与常用命令 309

9．4．4 SSD1306的初始化过程 310

9．5 OLED的特点及其问题 310

9．5．1 OLED的特点和优点 310

9．5．2 OLED目前存在的问题 312

9．6 OLED产业现状及发展趋势 313

知识梳理与总结 316

练习题9 316

实训13 OLED显示 316

附录A LED显示屏通用规范 324

附录B 户外LED工程有关政策法规 331

本书按照教育部最新的职业教育教学改革要求，在示范性高职院校建设项目成果基础上，结合作者多年来的教学经验，与企业工程技术人员合作共同编写而成。全书结合LED应用行业岗位的职业技能需求，重点介绍LED基础知识、制造与封装工艺、检测与安装方法、驱动电路分析与设计、数码显示器和显示屏应用、单片机LED控制系统设计、LED新技术与配光应用等。本书内容新颖，实用性强，将LED相关知识与实践操作有机地融为一体，注重培养读者的专业能力与解决实际问题的能力。本书配有免费的电子教学课件和练习题参考答案，详见前言。

《绿色环保LED应用技术》反映了作者在LED方面的最新研究成果、涵盖了LED照明技术的基本理论和应用技术、介绍了LED在各领域的实际应用、采用LED公司的实际解决方案作为案例。

《绿色环保LED应用技术》全书共7章，内容包括：LED照明基础知识，LED的结构、特性和封装技术，LED的应用领域，LED驱动电路及电源变换，交流市电供电的LED驱动电路，单片机在LED照明中的应用技术，太阳能LED照明技术。

《绿色环保LED应用技术》适用于高等院校电子信息、电子电力、光机电一体化等相关专业学生，以及从事LED应用工作的工程技术人员。

前言

第1章 LED照明基础知识

1.1 LED的基本概念

1.1.1 LED的发光原理

1.1.2 LED的分类

1.1.3 LED的特点

1.2 LED技术发展概况

1.2.1 LED的发展史

1.2.2 全球主要LED厂商介绍

1.2.3 中国LED产业发展现状

1.3 白光LED

1.3.1 白光LED的发展现状

1.3.2 白光LED的合成技术

1.4 光的特性及度量

1.4.1 光的基本概念

1.4.2 光的传播特性

1.4.3 光的基本度量

1.5 光源的颜色与分类

1.5.1 物体的发光方式

1.5.2 光源的颜色和色温

1.5.3 光源的显色性

1.5.4 光源的分类

1.6 照明设计基础

1.6.1 照明设计原则

1.6.2 灯具的分类

1.6.3 照度计算

第2章 LED的结构、特性和封装技术

2.1 LED的结构

2.2　LED的特性

2.2.1 电学特性

2.2.2 光学特性

2.2.3 热学特性

2.2.4 可靠性指标

2.3 LED的芯片结构

2.4 LED的静电防护

2.4.1 静电的产生

2.4.2 LED静电放电

2.4.3 LED静电防护技术

2.5 LED的封装技术

2.5.1 LED封装的必要性与特殊性

2.5.2 LED封装结构的演变

2.5.3 引脚式LED封装技术

2.5.4 表面贴装LED封装技术

2.5.5 大功率LED封装技术

2.5.6 LED封装技术的发展趋势

第3章　LED的应用领域

3.1　道路照明

3.2　LED指示灯

3.3 LED在LCD背光照明中的应用

3.3.1 LED在小尺寸LCD背光照明中的应用

3.3.2 LED在中、大尺寸LCD背光照明中的应用

3.3.3 LED在大屏幕LCD背光照明中的应用前景

3.4　LED显示屏的应用现状及发展趋势

3.4.1 LED显示屏的应用

3.4.2 LED显示屏的现状和发展趋势

3.5 LED交通信号灯

3.5.1 传统交通信号灯的结构及其特点

3.5.2 LED交通信号灯的基本光学结构

3.5.3 LED交通信号灯的优势及应用

3.6　LED在景观装饰照明中的应用

3.6.1 LED在景观照明中的优势

3.6.2 LED光源景观灯分类

3.6.3 LED景观装饰照明设计

3.6.4 LED景观照明典型案例

3.7　LED在汽车产业中的应用

3.7.1 汽车光源的发展

3.7.2 LED在汽车产业中应用

3.7.3 LED车用光源的现状和前景

3.8　隧道照明和矿工灯

3.8.1 隧道灯

3.8.2 矿工灯

3.9　LED在室内照明中的应用

3.9.1 LED应用的原则

3.9.2 适宜应用LED的场所

3.9.3 不适宜应用LED的场所

3.9.4 LED的发展前景

3.10　LED在其他方面的应用

第4章　LED驱动电路及电源变换

4.1 LED驱动电路

4.1.1 LED驱动的必要性

4.1.2 LED驱动技术的分类

4.1.3 LED与驱动电路的匹配

4.1.4 LED驱动电源的设计要点

4.2 LED电源变换的类型

4.2.1 线性稳压电源

4.2.2 DC/DC变换器

4.3 线性恒流源LED驱动电路

4.3.1 CAT400X系列线性LED驱动电路

4.3.2 MAX16800系列线性LED驱动电路

4.4 电荷泵式LED驱动电路

4.4.1 CAT36XX系列电荷泵式LED驱动电路

4.4.2 LTC320X系列的多显示屏LED驱动电路

4.4.3 电荷泵式LED驱动电路

4.5 BUCK变换器的LED驱动电路

4.5.1 CAT4201-高效降压型LED驱动电路

4.5.2 LM3404/04HV-降压型高功率LED驱动电路

4.5.3 MAX16822-高亮度LED降压型驱动电路

4.5.4 LT3474-1A降压型LED驱动电路

4.5.5 电感降压型LED驱动电路

4.6 BOOST变换器的LED驱动电路

4.6.1 CAT4240-6W升压型LED驱动电路

4.6.2 TPS61500-3A升压型高亮度LED驱动电路

4.6.3 LT3754-16通道×50mA 升压型LED驱动电路

4.6.4 TPS6106X-具有数字和PWM调光功能的升压型LED驱动电路

4.6.5 LTC3490-可提供350mA的升压型LED驱动电路

4.6.6 升压型LED驱动电路

4.7 BUCK-BOOST变换器的LED驱动电路

4.7.1 基于LTC3452实现的同步降压/升压型LED驱动电路

4.7.2 NCP3063-1.5A降压/升压LED恒流驱动电路

4.8 多拓扑模式变换器的LED驱动电路

4.8.1 MAX16821-具有快速电流响应的大功率、同步高亮度LED驱动电路

4.8.2 LT3517-45V/1.3A多模式大电流LED驱动电路

4.8.3 多拓扑结构LED驱动电路

第5章　交流电供电的LED驱动电路

5.1 交流供电AC/DC LED驱动电路

5.1.1 电容器降压

5.1.2 工频变压器降压

5.1.3 开关电源LED驱动电路

5.2 功率因数校正

5.2.1 功率因数的定义

5.2.2 总谐波失真

5.2.3 功率因数校正的类型

5.3 电磁干扰滤波

5.3.1 电磁干扰（EMI）滤波器的基本概念

5.3.2 EMI滤波器的设计

5.4 LED照明方案选择

5.4.1 驱动器的选择

5.4.2 LED照明系统架构的选择

5.5 Supertex LED电源解决方案

5.5.1 通用高亮度LED驱动器HV9910B

5.5.2 基于HV9961的离线式LED驱动电路

5.5.3 HV9931-单级PFC AC/DC LED驱动电路

5.6 安森美AC/DC LED电源解决方案

5.6.1 NCP1015-1～8W LED电源方案

5.6.2 NCP1028/1351-无PFC 8～15W LED电源方案

5.6.3 NCP1607/8-带PFC 8～25W LED电源方案

5.6.4 功率高于50W的LED电源方案

5.7 NXP AC/DC LED电源方案

5.7.1 SSL152X-低于15W AC/DC LED电源方案

5.7.2 SSL1623-15～25W的AC/DC LED电源方案

5.7.3 SSL1750-带PFC的25～250W AC/DC LED电源方案

5.7.4 SSL2101-可调光AC/DC LED电源方案

5.7.5 可调光LED驱动芯片SSL2103

第6章 单片机在LED照明中的应用技术

6.1 利用单片机实现LED彩灯控制

6.2 采用单片机的LED路灯解决方案

6.2.1 系统组成与工作原理

6.2.2 控制器的主要功能

6.3 LED智能照明控制系统的设计

6.3.1 系统硬件设计

6.3.2 传感器单元

6.3.3 控制单元

6.3.4 驱动电路

6.4 LED显示屏的单片机控制

6.5 大功率LED智能化照明

第7章 太阳能LED应用技术

7.1 光伏电池

7.1.1 光伏电池的原理

7.1.2 光伏电池的种类、选择与维护

7.1.3 光伏阵列的输出功率

7.2 蓄电池

7.2.1 蓄电池的作用

7.2.2 蓄电池的分类及工作原理

7.2.3 蓄电池的技术指标及使用寿命

7.2.4 蓄电池的充电、放电技术

7.2.5 蓄电池的管理

7.3 太阳能LED路灯设计

7.3.1 蓄电池组容量配置基础

7.3.2 光伏电池极板与蓄电池、负载的匹配

7.3.3 太阳能LED路灯实例

7.4 太阳能草坪灯设计

参考文献2100433B