學習單元1 LED基礎知識 1

知識分布網絡 1

1．1 LED的發展與產業分布 2

1．2 光與色的基本特性 8

1．2．1 光的基本知識 8

1．2．2 光的視覺性質 14

1．2．3 顏色的基本特性及光色混合 17

1．2．4 光色的心理感覺及環境影響 19

1．2．5 光色的對比并置與表色系統 21

1．3 LED的發光原理、性能及應用 22

1．3．1 LED的基本結構與導電性 22

1．3．2 LED的發光原理 24

1．3．3 LED的特性參數與性能 25

1．3．4 LED的分類與常見器件形式 28

1．3．5 白光LED的種類、實現方法與結構 31

1．3．6 超高亮度LED與LED照明應用 36

知識梳理與總結 39

練習題1 40

實訓1 認識光與顏色 40

實訓2 LED的萬用表檢測 41

學習單元2 LED的制造與封裝 43

知識分布網絡 43

2．1 LED襯底材料的要求與種類 44

2．2 LED的外延工藝技術 46

2．2．1 LED對外延材料的基本要求 46

2．2．2 幾種主要的外延材料 47

2．2．3 LED芯片的外延技術及外延設備 49

2．2．4 外延技術和設備的發展趨勢 51

2．3 LED的芯片技術 53

2．3．1 優化芯片發光層能帶結構 53

2．3．2 光引出效率的提高技術 54

2．3．3 電極及電流擴展技術 59

2．4 LED的封裝技術 61

2．4．1 LED的封裝形式和結構 61

2．4．2 功率型LED封裝技術 63

2．5 白光LED技術 67

2．5．1 可見光光譜與白光LED的關系 68

2．5．2 人造白光的合成 68

2．5．3 白光LED的實現方法 69

2．5．4 照明用白光LED存在的問題及其對策 74

2．5．5 熒光材料 77

2．5．6 白光LED的特性 78

2．6 LED的散熱技術 80

2．6．1 LED的結溫、熱阻與熱分析 80

2．6．2 采用微通道致冷器（MCC）的LED散熱 81

知識梳理與總結 84

練習題2 84

實訓3 大功率LED固晶 84

實訓4 大功率LED焊線 88

實訓5 大功率LED封膠 90

實訓6 大功率LED測試 93

學習單元3 LED的檢測與安裝 95

知識分布網絡 95

3．1 LED的技術參數與技術標準 96

3．1．1 LED的技術參數 96

3．1．2 LED的相關技術標準現狀與發展動向 97

3．2 LED技術參數的測量 100

3．2．1 LED光學參數的測量 100

3．2．2 LED電學參數的測量 107

3．2．3 LED熱特性參數的測量 113

3．3 LED的安全認證 115

3．4 LED分選技術 116

3．5 LED的焊接與安裝 119

3．5．1 LED引腳的成形方法 119

3．5．2 LED的焊接要求 119

3．5．3 手工焊接的步驟 120

3．5．4 安裝LED技術要求 122

3．5．5 LED顯示器的焊接 122

3．5．6 LED清洗方法 122

3．5．7 LED使用注意事項 123

知識梳理與總結 123

練習題3 124

實訓7 LED特性測試 124

學習單元4 LED驅動電路分析 127

知識分布網絡 127

4．1 LED驅動器 128

4．1．1 LED驅動器的要求 128

4．1．2 常用的LED電源驅動方案 128

4．1．3 LED顯示驅動方式 129

4．2 LED與驅動器的匹配 133

4．2．1 LED全部串聯方式 134

4．2．2 LED全部并聯方式 135

4．2．3 LED混聯方式 135

4．2．4 交叉陣列形式 136

4．2．5 LED驅動電路的拓撲結構 136

4．3 典型LED驅動器及應用 138

4．3．1 電容降壓式LED驅動器 138

4．3．2 電感式LED驅動器 140

4．3．3 電荷泵式LED驅動器 141

4．3．4 LED恒流驅動器 144

4．3．5 LED調光驅動方法 145

4．4 典型DC/DC變換電路 146

4．4．1 無隔離的DC/DC變換電路 146

4．4．2 有變壓器隔離的DC/DC變換電路 147

4．5 白光LED驅動電路 149

4．5．1 白光LED調光功能的實現方式 149

4．5．2 白光LED驅動方案的選擇 150

4．5．3 常見的白光LED驅動電路 150

4．6 LED集成驅動電路 152

4．6．1 電荷泵典型集成驅動電路 152

4．6．2 開關式DC/DC變換器驅動電路 155

4．6．3 限流開關 158

4．6．4 閃光燈用LED驅動器 160

4．6．5 六路串聯白光LED驅動集成電路 162

4．6．6 集成肖特基二極管的恒流白光LED驅動器 163

4．6．7 低功耗高亮度LED驅動器 164

4．6．8 具有診斷功能的16通道LED驅動器 165

知識梳理與總結 166

練習題4 167

實訓8 可調光臺燈電路制作 167

學習單元5 LED驅動電路設計 172

知識分布網絡 172

5．1 全彩色LED大屏幕驅動器設計 173

5．1．1 TLC5941芯片的特點與功能 173

5．1．2 基于TLC5941的動態掃描驅動電路 174

5．2 用升/降壓式變換器設計LED照明驅動器 176

5．2．1 升/降壓式變換器的工作原理 176

5．2．2 輸出電壓反饋 177

5．3 大型LED顯示系統設計 178

5．3．1 大型LED顯示系統的主要技術難點及應對策略 178

5．3．2 顯示屏系統硬件結構及原理 179

5．3．3 顯示屏系統軟件設計 181

5．4 自定制LED驅動器的設計與應用 183

5．4．1 4位7段LED顯示器 183

5．4．2 4位7段LED顯示驅動器芯片 184

5．4．3 6位“米”字段LED顯示驅動器芯片 185

5．4．4 LED顯示驅動器芯片的應用 185

5．4．5 LED顯示驅動器芯片的軟件編程 186

5．5 用單片機設計LED彩燈控制器 187

知識梳理與總結 191

練習題5 192

實訓9 LED變色燈制作 192

學習單元6 LED數碼顯示器和顯示屏 196

知識分布網絡 196

6．1 LED數碼顯示器 197

6．1．1 LED顯示器的結構 197

6．1．2 LED數碼顯示器的分類 198

6．1．3 LED數碼顯示器的特殊參數 198

6．1．4 LED數碼顯示器的應用 199

6．2 LED顯示屏 210

6．2．1 LED顯示屏的發展階段 210

6．2．2 LED顯示屏的分類 211

6．2．3 LED顯示屏的基本結構 213

6．2．4 LED顯示屏的主要指標 214

6．3 LED圖文顯示屏 215

6．3．1 圖文顯示屏的特點 215

6．3．2 LED圖文顯示屏的組成 215

6．3．3 圖文顯示屏硬件電路的設計思路 220

6．3．4 LED圖文顯示屏的典型應用方式 221

6．4 LED圖像顯示屏 222

6．4．1 視頻信號處理技術 223

6．4．2 顯示屏終端分辨率 223

6．5 LED顯示屏的設計與選擇 225

6．5．1 顯示屏尺寸的選擇 225

6．5．2 LED顯示屏的亮度計算 225

6．5．3 耗電要求與電源選擇 226

6．5．4 顯示屏的選用 226

6．5．5 模塊化LED大屏幕顯示器的設計 228

6．6 顯示屏的使用及常見故障排除 230

知識梳理與總結 233

練習題6 233

實訓項目10 LED顯示條屏的安裝與調試 234

學習單元7 單片機LED控制系統設計 237

知識分布網絡 237

7．1 ATmega16單片機及最小系統 238

7．2 4位數碼管顯示系統設計 240

7．3 英文字符點陣顯示系統設計 242

7．4 中文字符顯示系統設計 248

7．5 串口通信控制點陣顯示系統設計 254

知識梳理與總結 260

練習題7 260

實訓11 單元電路板設計 261

學習單元8 LED新技術與配光應用 267

知識分布網絡 267

8．1 LED控制系統新技術 268

8．1．1 LED控制協議與接口 268

8．1．2 常見LED燈飾控制系統 269

8．1．3 LED-NET系統的特點 270

8．1．4 聯網控制與單機控制 270

8．2 LED的應用與配色 270

8．2．1 LED交通信號燈 270

8．2．2 超高亮LED裝飾照明 274

8．2．3 LED顯示屏與LED燈飾的比較 276

8．2．4 LED的配色和混色問題 276

8．3 LED的二次光學設計 277

8．3．1 LED光學設計的基本光學元件 277

8．3．2 LED系統的光學設計 278

8．4 LED的防靜電控制 279

8．4．1 靜電的概念 279

8．4．2 靜電的產生 280

8．4．3 帶電電位與體電阻率 281

8．4．4 LED生產環境要求 281

8．4．5 器件失效的原因 282

8．4．6 靜電防護措施 282

知識梳理與總結 283

練習題8 283

實訓12 道路照明測試 284

學習單元9 OLED技術及其應用 287

知識分布網絡 287

9．1 OLED的發光機理、發光材料及彩色化技術 288

9．1．1 OLED技術研發過程 288

9．1．2 OLED的基本結構與發光原理 289

9．1．3 有機電致發光材料 290

9．1．4 OLED彩色化的實現 292

9．2 OLED驅動技術及供電電源解決方案 293

9．2．1 OLED驅動方式 293

9．2．2 OLED供電電源解決方案 296

9．3 OLED電源偏置及驅動電路設計 299

9．3．1 基于MAX8570的OLED電源偏置電路設計 299

9．3．2 基于SSD1303的OLED驅動電路設計 302

9．4 OLED 顯示模塊 304

9．4．1 模塊的性能特點 304

9．4．2 模塊的電路原理 305

9．4．3 SSD1306的結構與常用命令 309

9．4．4 SSD1306的初始化過程 310

9．5 OLED的特點及其問題 310

9．5．1 OLED的特點和優點 310

9．5．2 OLED目前存在的問題 312

9．6 OLED產業現狀及發展趨勢 313

知識梳理與總結 316

練習題9 316

實訓13 OLED顯示 316

附錄A LED顯示屏通用規范 324

附錄B 戶外LED工程有關政策法規 331

本書按照教育部最新的職業教育教學改革要求，在示范性高職院校建設項目成果基礎上，結合作者多年來的教學經驗，與企業工程技術人員合作共同編寫而成。全書結合LED應用行業崗位的職業技能需求，重點介紹LED基礎知識、制造與封裝工藝、檢測與安裝方法、驅動電路分析與設計、數碼顯示器和顯示屏應用、單片機LED控制系統設計、LED新技術與配光應用等。本書內容新穎，實用性強，將LED相關知識與實踐操作有機地融為一體，注重培養讀者的專業能力與解決實際問題的能力。本書配有免費的電子教學課件和練習題參考答案，詳見前言。

《綠色環保LED應用技術》反映了作者在LED方面的最新研究成果、涵蓋了LED照明技術的基本理論和應用技術、介紹了LED在各領域的實際應用、采用LED公司的實際解決方案作為案例。

《綠色環保LED應用技術》全書共7章，內容包括：LED照明基礎知識，LED的結構、特性和封裝技術，LED的應用領域，LED驅動電路及電源變換，交流市電供電的LED驅動電路，單片機在LED照明中的應用技術，太陽能LED照明技術。

《綠色環保LED應用技術》適用于高等院校電子信息、電子電力、光機電一體化等相關專業學生，以及從事LED應用工作的工程技術人員。

前言

第1章 LED照明基礎知識

1.1 LED的基本概念

1.1.1 LED的發光原理

1.1.2 LED的分類

1.1.3 LED的特點

1.2 LED技術發展概況

1.2.1 LED的發展史

1.2.2 全球主要LED廠商介紹

1.2.3 中國LED產業發展現狀

1.3 白光LED

1.3.1 白光LED的發展現狀

1.3.2 白光LED的合成技術

1.4 光的特性及度量

1.4.1 光的基本概念

1.4.2 光的傳播特性

1.4.3 光的基本度量

1.5 光源的顏色與分類

1.5.1 物體的發光方式

1.5.2 光源的顏色和色溫

1.5.3 光源的顯色性

1.5.4 光源的分類

1.6 照明設計基礎

1.6.1 照明設計原則

1.6.2 燈具的分類

1.6.3 照度計算

第2章 LED的結構、特性和封裝技術

2.1 LED的結構

2.2　LED的特性

2.2.1 電學特性

2.2.2 光學特性

2.2.3 熱學特性

2.2.4 可靠性指標

2.3 LED的芯片結構

2.4 LED的靜電防護

2.4.1 靜電的產生

2.4.2 LED靜電放電

2.4.3 LED靜電防護技術

2.5 LED的封裝技術

2.5.1 LED封裝的必要性與特殊性

2.5.2 LED封裝結構的演變

2.5.3 引腳式LED封裝技術

2.5.4 表面貼裝LED封裝技術

2.5.5 大功率LED封裝技術

2.5.6 LED封裝技術的發展趨勢

第3章　LED的應用領域

3.1　道路照明

3.2　LED指示燈

3.3 LED在LCD背光照明中的應用

3.3.1 LED在小尺寸LCD背光照明中的應用

3.3.2 LED在中、大尺寸LCD背光照明中的應用

3.3.3 LED在大屏幕LCD背光照明中的應用前景

3.4　LED顯示屏的應用現狀及發展趨勢

3.4.1 LED顯示屏的應用

3.4.2 LED顯示屏的現狀和發展趨勢

3.5 LED交通信號燈

3.5.1 傳統交通信號燈的結構及其特點

3.5.2 LED交通信號燈的基本光學結構

3.5.3 LED交通信號燈的優勢及應用

3.6　LED在景觀裝飾照明中的應用

3.6.1 LED在景觀照明中的優勢

3.6.2 LED光源景觀燈分類

3.6.3 LED景觀裝飾照明設計

3.6.4 LED景觀照明典型案例

3.7　LED在汽車產業中的應用

3.7.1 汽車光源的發展

3.7.2 LED在汽車產業中應用

3.7.3 LED車用光源的現狀和前景

3.8　隧道照明和礦工燈

3.8.1 隧道燈

3.8.2 礦工燈

3.9　LED在室內照明中的應用

3.9.1 LED應用的原則

3.9.2 適宜應用LED的場所

3.9.3 不適宜應用LED的場所

3.9.4 LED的發展前景

3.10　LED在其他方面的應用

第4章　LED驅動電路及電源變換

4.1 LED驅動電路

4.1.1 LED驅動的必要性

4.1.2 LED驅動技術的分類

4.1.3 LED與驅動電路的匹配

4.1.4 LED驅動電源的設計要點

4.2 LED電源變換的類型

4.2.1 線性穩壓電源

4.2.2 DC/DC變換器

4.3 線性恒流源LED驅動電路

4.3.1 CAT400X系列線性LED驅動電路

4.3.2 MAX16800系列線性LED驅動電路

4.4 電荷泵式LED驅動電路

4.4.1 CAT36XX系列電荷泵式LED驅動電路

4.4.2 LTC320X系列的多顯示屏LED驅動電路

4.4.3 電荷泵式LED驅動電路

4.5 BUCK變換器的LED驅動電路

4.5.1 CAT4201-高效降壓型LED驅動電路

4.5.2 LM3404/04HV-降壓型高功率LED驅動電路

4.5.3 MAX16822-高亮度LED降壓型驅動電路

4.5.4 LT3474-1A降壓型LED驅動電路

4.5.5 電感降壓型LED驅動電路

4.6 BOOST變換器的LED驅動電路

4.6.1 CAT4240-6W升壓型LED驅動電路

4.6.2 TPS61500-3A升壓型高亮度LED驅動電路

4.6.3 LT3754-16通道×50mA 升壓型LED驅動電路

4.6.4 TPS6106X-具有數字和PWM調光功能的升壓型LED驅動電路

4.6.5 LTC3490-可提供350mA的升壓型LED驅動電路

4.6.6 升壓型LED驅動電路

4.7 BUCK-BOOST變換器的LED驅動電路

4.7.1 基于LTC3452實現的同步降壓/升壓型LED驅動電路

4.7.2 NCP3063-1.5A降壓/升壓LED恒流驅動電路

4.8 多拓撲模式變換器的LED驅動電路

4.8.1 MAX16821-具有快速電流響應的大功率、同步高亮度LED驅動電路

4.8.2 LT3517-45V/1.3A多模式大電流LED驅動電路

4.8.3 多拓撲結構LED驅動電路

第5章　交流電供電的LED驅動電路

5.1 交流供電AC/DC LED驅動電路

5.1.1 電容器降壓

5.1.2 工頻變壓器降壓

5.1.3 開關電源LED驅動電路

5.2 功率因數校正

5.2.1 功率因數的定義

5.2.2 總諧波失真

5.2.3 功率因數校正的類型

5.3 電磁干擾濾波

5.3.1 電磁干擾（EMI）濾波器的基本概念

5.3.2 EMI濾波器的設計

5.4 LED照明方案選擇

5.4.1 驅動器的選擇

5.4.2 LED照明系統架構的選擇

5.5 Supertex LED電源解決方案

5.5.1 通用高亮度LED驅動器HV9910B

5.5.2 基于HV9961的離線式LED驅動電路

5.5.3 HV9931-單級PFC AC/DC LED驅動電路

5.6 安森美AC/DC LED電源解決方案

5.6.1 NCP1015-1～8W LED電源方案

5.6.2 NCP1028/1351-無PFC 8～15W LED電源方案

5.6.3 NCP1607/8-帶PFC 8～25W LED電源方案

5.6.4 功率高于50W的LED電源方案

5.7 NXP AC/DC LED電源方案

5.7.1 SSL152X-低于15W AC/DC LED電源方案

5.7.2 SSL1623-15～25W的AC/DC LED電源方案

5.7.3 SSL1750-帶PFC的25～250W AC/DC LED電源方案

5.7.4 SSL2101-可調光AC/DC LED電源方案

5.7.5 可調光LED驅動芯片SSL2103

第6章 單片機在LED照明中的應用技術

6.1 利用單片機實現LED彩燈控制

6.2 采用單片機的LED路燈解決方案

6.2.1 系統組成與工作原理

6.2.2 控制器的主要功能

6.3 LED智能照明控制系統的設計

6.3.1 系統硬件設計

6.3.2 傳感器單元

6.3.3 控制單元

6.3.4 驅動電路

6.4 LED顯示屏的單片機控制

6.5 大功率LED智能化照明

第7章 太陽能LED應用技術

7.1 光伏電池

7.1.1 光伏電池的原理

7.1.2 光伏電池的種類、選擇與維護

7.1.3 光伏陣列的輸出功率

7.2 蓄電池

7.2.1 蓄電池的作用

7.2.2 蓄電池的分類及工作原理

7.2.3 蓄電池的技術指標及使用壽命

7.2.4 蓄電池的充電、放電技術

7.2.5 蓄電池的管理

7.3 太陽能LED路燈設計

7.3.1 蓄電池組容量配置基礎

7.3.2 光伏電池極板與蓄電池、負載的匹配

7.3.3 太陽能LED路燈實例

7.4 太陽能草坪燈設計

參考文獻2100433B