LED结构原理与应用技术PDF电子书下载

第1章　光的物理本质及其描述 1

1.1　光的经典本质 1

1.1.1 电磁波的传播速度和折射率 1

1.1.2　发光强度 1

1.2　光的量子本质 2

1.2.1　光电效应 3

1.2.2　爱因斯坦的光子假设及其光电方程 4

1.2.3　对光电效应的量子解释 4

1.2.4　原子发光的机理 5

1.3　单色平面波和球面波 7

1.4　单色波的干涉和波的相干性 9

1.4.1　干涉现象是波动的特性 9

1.4.2　波的相干性 10

1.5　光的衍射和傅里叶光学 11

1.5.1　光的衍射 11

1.5.2　傅里叶光学 12

1.6　光波在介质界面上的反射和折射 14

1.6.1　反射定律和折射定律 14

1.6.2　反射和全反射 16

1.7　光的吸收和散射 17

1.7.1　光的吸收 17

1.7.2　光的散射 19

1.8　辐射度量学和光度学 20

1.8.1　辐射度量 21

1.8.2　光度量 23

1.9　光调制器 24

第2章　静电危害及其防护 26

2.1　静电起电 26

2.1.1 金属之间的接触起电 26

2.1.2　金属与绝缘材料之间的接触起电 27

2.1.3　绝缘材料之间的接触起电 27

2.2　静电的消散 27

2.2.1　物体对静电的泄漏性能 28

2.2.2　介质内部电荷的衰减规律 29

2.2.3　绝缘导体上电荷的消散 30

2.3　静电放电及其危害 31

2.3.1　静电对LED的损伤 31

2.3.2　静电放电的危害类型 32

2.4　电子工业中的静电问题 33

2.4.1 电子元器件静电损伤的失效类型 34

2.4.2　静电危害造成的损失 34

2.4.3　电子产品静电危害的特点 35

2.5　LED的静电防护 35

第3章 半导体二极管与LED 38

3.1　半导体 38

3.1.1　半导体概述 38

3.1.2　本征半导体 39

3.1.3　杂质半导体 39

3.1.4　PN结及其特点 40

3.2　半导体二极管及其应用 41

3.2.1　半导体二极管 41

3.2.2　光敏二极管 42

3.2.3　半导体二极管的应用 42

3.2.4 LED 43

3.3　LED的基本结构 43

3.4　LED的发光原理 44

3.5　LED的光学特点 46

3.5.1　LED发光的颜色 46

3.5.2　LED的优点 46

3.5.3　LED在制作和使用中存在的问题 47

3.6　高亮度LED芯片的产量 48

3.7　两类高亮度LED的增长率 49

3.8　LED芯片的制作及分类 50

3.8.1 LED芯片的制作 50

3.8.2　LED的分类 58

3.9　LED的技术现状及发展趋势 59

第4章 LED的封装技术 62

4.1　LED封装概述 62

4.1.1　LED封装的特殊性 63

4.1.2　LED的封装材料 64

4.1.3　LED的封装结构类型 65

4.1.4　LED封装的作用 66

4.2　LED的封装工艺流程 66

4.2.1　LED的封装任务 66

4.2.2　LED的封装形式 66

4.2.3　LED的封装工艺流程 67

4.3　引脚式封装技术 69

4.3.1　多色点光源的封装结构 70

4.3.2　LED显示器的封装结构 70

4.3.3 引脚式封装的工艺流程及选用设备 71

4.3.4　管理机制和生产环境 72

4.3.5　一次光学设计 73

4.4　平面发光器件的封装技术 75

4.4.1　数码管制作 76

4.4.2　常见的数码管 77

4.4.3　单色和双色点阵 77

4.5　SMD封装技术 78

4.5.1　SMD封装概述 78

4.5.2　SMD封装工艺 79

4.5.3 SMD表面黏着LED的生产流程 79

4.5.4　测试LED与选择PCB 80

4.6　食人鱼封装技术 81

4.6.1　食人鱼的封装工艺 81

4.6.2　食人鱼LED的应用 82

4.7　大功率LED封装技术 82

4.7.1 大功率LED的光学特征 82

4.7.2　大功率LED芯片的制造技术 83

4.7.3　大功率LED及其封装结构 84

4.7.4　大功率LED封装的关键技术 86

4.7.5　固态照明对大功率LED封装的要求 87

4.7.6　大功率LED的应用 88

4.7.7　功率型LED封装技术的现状 89

4.7.8　功率型LED封装技术面对的挑战 91

4.8　LED封装技术的发展趋势 92

第5章 白光LED的制作 94

5.1　LED的发展历史 94

5.1.1　单色光LED的发展 94

5.1.2 白光LED的发展 95

5.2　白光LED的制作 96

5.2.1　蓝光LED＋不同色光荧光粉 97

5.2.2　紫外光或紫光LED+RGB荧光粉 97

5.2.3　利用三基色原理将RGB三种超高亮度LED混合生成白光 98

5.3 白光LED的可靠性及其寿命 99

5.3.1　寿命试验条件的确定 100

5.3.2　试验过程与注意事项 100

5.3.3　寿命试验台的设计 102

5.4　荧光粉 103

5.4.1　荧光粉概述 103

5.4.2　采用荧光粉制作LED的优点 103

第6章 LED的技术指标及测量 105

6.1　LED的极限参数 105

6.2　LED的电学指标 106

6.2.1　常用电学参数 106

6.2.2　电学特性 107

6.3　LED的光学指标 109

6.3.1　常用光学参数 109

6.3.2　光学特性 110

6.4　LED的热学指标 115

6.4.1　电-光转换效率 115

6.4.2　不同过程的能量损失 117

第7章 LED的驱动技术 119

7.1　LED驱动器的要求 119

7.2　常用的LED电源驱动方案 120

7.2.1　LED电源驱动器的分类 120

7.2.2　LED供电的特殊性 121

7.3　LED恒压驱动技术和恒流驱动技术 121

7.3.1　LED的恒流源驱动 122

7.3.2　LED的恒压源驱动 122

7.3.3　LED驱动电路的选择 123

7.4　LED驱动电路的结构 124

7.4.1　直流驱动电路 124

7.4.2　集成驱动电路 124

7.4.3　交流驱动电路 125

7.4.4　脉冲驱动电路 125

7.5 白光LED驱动电路的分类 126

7.5.1 白光LED的恒流驱动技术 126

7.5.2 白光LED的恒压驱动技术 130

7.5.3　太阳能LED照明系统 131

7.6　LED故障防护 133

7.6.1　LED过热保护技术 134

7.6.2　LED的散热设计 134

7.6.3　散热设计对LED寿命的影响 135

7.6.4　LED散热性的提高 135

7.7　LED的光学设计 140

7.7.1　LED的一次光学设计 140

7.7.2　LED的二次光学设计 142

7.7.3　LED系统的光学设计 144

7.8　LED的ESD防护 144

7.8.1 ESD概述 145

7.8.2 ESD产生源 145

7.8.3 ESD对LED的危害 146

7.8.4 ESD防护 146

7.9 LED的合理选择 147

第8章 LED在照明中的应用 149

8.1 LED照明应用概述 149

8.1.1 半导体照明现状 150

8.1.2 全球LED市场规模 151

8.2 LED用于城市路灯照明 153

8.2.1 普通道路照明灯具的现状和缺陷 154

8.2.2 采用LED光源道路灯具的配光情况 155

8.2.3 照明用LED的特点 155

8.3 LED用于隧道照明 155

8.3.1 光学部分 156

8.3.2 电气部分 157

8.4 LED用于高速公路照明 159

8.5 LED用于汽车照明 160

8.5.1 车用LED的特点 161

8.5.2 车用LED的供电电源 161

8.5.3 车用LED实例 161

8.6 LED用于家庭照明 162

8.6.1 室内LED照明控制技术 162

8.6.2 LED用于照明领域的效率分析 163

8.6.3 LED用于照明领域的优势 165

8.6.4 使用LED的投资收益对比 165

8.6.5 室内照明利用系数法计算平均光照度 166

8.7 LED用于特种照明 167

8.8 LED用于城市景观照明 168

第9章 LED在电子装置中的应用 172

9.1 LED显示屏 172

9.1.1 LED显示屏的发展阶段 172

9.1.2 我国LED显示屏的发展现状 173

9.1.3 LED显示屏的发展趋势 175

9.1.4 LED显示屏的一般分类方法 176

9.1.5 几种常见的LED显示屏 177

9.1.6 LED显示屏的主要指标 178

9.1.7 LED显示屏的选用 178

9.2 LED交通信号灯 180

9.2.1 LED交通信号灯的应用及前景 180

9.2.2 LED交通信号灯的器件设计 181

9.2.3 LED交通信号灯的技术标准 182

9.2.4 LED用作铁路信号灯 182

9.3 LED用作背光源 183

9.3.1 背光源概述 183

9.3.2 背光源的技术指标 183

9.3.3 LED背光源常见问题的处理 184

9.3.4 LED背光源将慢慢拓展至不同液晶领域 184

9.3.5 LED背光源的未来发展方向 186

9.4 LED用于城市亮化工程和夜景工程 187

9.4.1 城市亮化工程和夜景工程的关键问题 187

9.4.2 城市亮化工程和夜景工程中的各种照明 187

9.5 LED用于玩具领域 188

9.6 LED用于仪器仪表 188

第10章 LED在光纤通信中的应用 190

10.1 光纤通信概述 190

10.1.1 光纤通信的概念 190

10.1.2 光纤通信的优点 191

10.2 光纤通信系统的基本单元 193

10.2.1 光发射机 193

10.2.2 光纤 196

10.2.3　光接收机 198

10.2.4　光放大器 199

10.3　光纤通信的基本问题 200

10.3.1 衰减 200

10.3.2　色散 202

10.3.3　非线性效应 204

10.4　光纤通信系统的主要性能指标 205

10.4.1 比特率和带宽 205

10.4.2　传输距离 206

10.4.3　通信容量 206

10.5　光纤的结构和分类 206

10.6　光纤的导光原理及特性 208

10.7　单模光纤的偏振和双折射 210

10.8　多模光纤技术 211

10.8.1　多模光纤的衰减 211

10.8.2　多模光纤的色散 211

10.8.3　多模光纤的带宽 212

10.9　光纤连接耦合技术 212

10.9.1　光纤的连接方法 212

10.9.2　光纤连接器 213

10.9.3　耦合器 214

10.10　光纤的光波调制技术 215

10.11　LED的调制特性和技术参数 215

10.12　LED和光纤的耦合 216

第11章　LED驱动电路 218

11.1　非隔离功率变换电路 218

11.1.1 串联型变换电路 218

11.1.2　并联型变换电路 219

11.1.3　极性反转型变换电路 219

11.1.4　简单阻容降压LED驱动电路举例 219

11.2　隔离功率变换电路 221

11.2.1　单端正激式变换电路 222

11.2.2　单端反激式变换电路 224

11.2.3　推挽（变压器中心抽头）式变换电路 225

11.2.4　全桥式变换电路 226

11.2.5　半桥式变换电路 227

11.3　功率变换电路的选择 227

11.4　LED驱动电路的结构 229

11.5　低压高效LED驱动电路 231

11.5.1　低压高效LED驱动概述 231

11.5.2　输出恒流源精度要求 232

11.5.3　低压LED驱动方法 232

11.6　LED恒压驱动电路 235

11.6.1　工频变压器线性稳压源 236

11.6.2　高频变压器开关稳压源 237

11.7　LED恒流驱动电路 238

11.8　大调光比例的LED驱动电路 239

11.8.1　LED调光范围 239

11.8.2　PWM调光方案 241

11.8.3　TRIAC调光器的工作原理 244

11.9　高亮度LED的高效电流驱动电路 246

11.10 白光LED升压恒流驱动电路 250

11.11 白光LED超低工作电压驱动电路 251

11.11.1 ULD的设计背景 251

11.11.2　ULD设计的必要性及基本电性能要求 252

11.11.3　ULD电性能设计的特殊要求 254

11.11.4　实际的电池应用特性实例 255

11.12　LED过温度保护电路 258

11.12.1　LED过温度保护电路概述 259

11.12.2　LED过温度保护电路的设计流程 259

11.13　1000W LED可调输出电压驱动电路 262

11.14　高亮度LED驱动电路 266

11.14.1　降压型驱动电路 266

11.14.2　升压型驱动电路 269

11.15　非隔离大功率LED恒流驱动电路 270

11.15.1 LinkSwitch-TN的结构及其特点 270

11.15.2 基于LinkSwitch-TN转换器IC的恒流LED驱动器 272

11.16　LED灯串驱动电路 275

11.17　单级高功率因数LED驱动电路 276

11.17.1　单级PFC变换器基本电路拓扑 276

11.17.2　基于Flyboost模块的单级PFC AC-DC变换器 278

11.17.3　基于iw2202的数字单级PFC电路 279

11.18　各种LED恒流电路及其精度的比较 280

11.19　新型LED高压驱动电路 286

11.20　可变电流LED驱动电路 289

参考文献 293