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1光度学与色度学基础 1

1.1光度学基础 1

1.1.1光的本质和基本概念 1

1.1.2光的传播特性 2

1.1.3光度量 6

1.2色度学基础 13

1.2.1 CIE-RGB表色系统 14

1.2.2 CIE-XYZ表色系统 18

1.2.3 CIE色度计算 24

1.2.4均匀色空间 25

1.2.5与色彩有关的照明参量 28

1.3人眼的视觉 32

1.3.1人眼的构造 33

1.3.2人眼的视觉特性 34

2照明基础 40

2.1照明历史 40

2.2自然光源 42

2.3人工光源 43

2.3.1白炽灯 43

2.3.2卤钨灯 44

2.3.3荧光灯 45

2.3.4低压钠灯 50

2.3.5高压气体放电灯 50

2.3.6无电极放电灯 53

2.3.7照明的经济核算 55

3 LED基础知识 57

3.1 LED的发展历史 57

3.1.1红光LED的诞生 57

3.1.2彩色LED的发展 58

3.1.3照明用LED的发展 58

3.2 LED的发光原理 59

3.2.1发光原理 59

3.2.2材料体系 62

3.2.3基本电致发光结构 65

3.3 LED的基本特性 67

3.3.1 LED的电学特性 68

3.3.2 LED的光学特性 71

3.3.3 LED的热特性 73

3.3.4 LED的其他特性 75

4 LED制备技术 77

4.1 LED衬底选择 77

4.1.1 LED衬底材料的要求 77

4.1.2 LED衬底材料的种类 78

4.2 LED外延技术 81

4.2.1 LED对外延材料的基本要求 81

4.2.2几种常用的LED外延材料 82

4.2.3 LED外延层的制备技术及设备 91

4.3 LED芯片技术 98

4.3.1 LED芯片制造技术 98

4.3.2 LED芯片优化技术 101

4.4 LED封装技术 112

4.4.1小功率LED封装（引脚式封装） 112

4.4.2表面贴装封装 114

4.4.3功率型封装 115

4.5 LED分选技术 119

4.5.1 LED分选的必要性 119

4.5.2 LED的分选方法 120

4.5.3 LED分选技术的发展现状与趋势 121

4.6白光LED技术 122

4.6.1人造白光 122

4.6.2白光LED的实现方法 126

5 LED照明光学设计技术 136

5.1非成像光学简介 136

5.1.1非成像光学的分支之一：照明非成像光学 136

5.1.2非成像光学与成像光学的区别 137

5.1.3非成像光学的主要基本概念——光学扩展量 138

5.2自由曲面光学元件设计 140

5.2.1微分方程法进行自由曲面光学元件设计的基本原理 140

5.2.2自由曲面光学元件的设计方法 145

5.2.3自由曲面反射镜照明系统的设计 150

5.2.4自由曲面透射照明系统的设计 155

5.3 LED照明系统光学模拟 161

5.3.1采用TracePro进行LED照明系统光学模拟的基本流程 161

5.3.2采用TracePro进行LED模拟仿真 172

6 LED照明散热设计 181

6.1 LED散热基础知识 181

6.1.1 LED散热设计的必要性 181

6.1.2 LED热量传递的三种基本方式 181

6.1.3热设计术语 184

6.2热量对LED的危害分析 185

6.2.1产生LED结温的原因 185

6.2.2 LED结温对性能的影响 186

6.2.3降低LED结温的途径 190

6.2.4 LED结温计算实例 191

6.3 LED的散热途径分析 192

6.3.1 LED散热途径 192

6.3.2 LED热的传递方式 193

6.3.3封装散热 194

6.4 LED散热分析模型 201

6.4.1发光二极管的热阻 201

6.4.2基于统计的常用热阻模型 206

6.4.3基于热传导能量方程的热阻模型的建立 209

6.4.4测量、计算热阻的意义 213

6.5 LED散热仿真软件 214

6.5.1基于ANSYS有限元分析软件的LED热模拟 214

6.5.2基于CFD仿真软件的LED热模拟 221

6.6 LED散热材料的选择 223

6.6.1散热材料的选择 223

6.6.2散热材料基板类型的选择 224

6.6.3散热片的选择与设计 227

6.7新型散热材料与技术 236

6.7.1新型散热材料 236

6.7.2散热新技术 242

6.8 LED散热设计过程 247

6.8.1散热器材料的影响 249

6.8.2有效散热面积的影响 250

6.8.3生热率的影响 251

6.8.4金属基板的影响 251

6.8.5封装填充材料的影响 253

6.8.6对流条件的影响 253

6.8.7辐射 254

6.9结语 258

7 LED驱动设计 260

7.1概述 260

7.1.1驱动电源对LED灯具寿命的影响 260

7.1.2 LED驱动电源通用要求 261

7.1.3 LED驱动电源现状 262

7.2 LED驱动电源拓扑选择 263

7.2.1对LED驱动电源要求及主要技术参数 263

7.2.2 LED照明的几种驱动方式 265

7.2.3 DC/DC变换器的拓扑结构 269

7.2.4 LED驱动电源最常用的5种拓扑结构的比较 278

7.3 LED恒流驱动电源及实例分析 279

7.3.1 LED恒流驱动电源的基本构成 279

7.3.2 EMI滤波器及AC/DC电路设计 280

7.3.3功率因数校正电路设计 286

7.3.4常用DC/DC恒流驱动原理 289

7.3.5实例分析 293

7.4 LED驱动电源PCB板及保护电路设计 299

7.4.1 PCB布局及布线设计 299

7.4.2 LED 驱动电源浪涌抑制电路设计 303

7.4.3 LED驱动器温度补偿及保护电路设计 307

7.5 LED驱动芯片及常用元器件的选择 319

7.5.1 LED 驱动芯片的选择 319

7.5.2 LED驱动电源开关管的选择 322

7.5.3 LED驱动电源电感的选择 325

7.5.4 LED驱动电源电容器的选择 325

7.5.5 LED驱动电源用续流管的选择 328

7.6 LED驱动电源的发展趋势 328

7.6.1新一代LED 驱动芯片的推广应用 329

7.6.2无电解电容驱动电源技术 329

7.6.3智能化LED驱动电源的发展 331

7.6.4 LED驱动电源的优化设计 332

8 LED照明的测量 333

8.1 LED照明的产业标准 333

8.1.1概况 333

8.1.2国内外主要标准化组织及其在推动标准制订上的贡献 343

8.1.3欧盟和日本标准情况介绍 346

8.1.4广东省标杆的检测标准及主要测量指标介绍 349

8.2 LED灯具的主要种类及其与GB7000系列标准的对应关系 352

8.3 LED灯具的主要测量项目与测量参数 353

8.3.1安全标准检测项目 354

8.3.2性能标准检测项目 354

8.3.3能效标准检测项目 355

8.4 LED灯具的测量 355

8.4.1安全试验 355

8.4.2性能试验 356

8.4.3光生物安全试验 364

8.4.4可靠性测试 367

8.4.5寿命测试 382

8.4.6电磁兼容试验 389

8.5 LED照明系统热特性的测量 401

9 LED照明的应用 404

9.1LED显示屏 404

9.1.1 LED显示屏发展的简要回顾 404

9.1.2 LED显示屏的广泛应用 405

9.1.3 LED显示屏原理 406

9.1.4 LED显示屏的性能指标 406

9.1.5 LED显示屏的分类 406

9.1.6 LED显示屏的驱动 407

9.1.7 LED显示屏存在的问题 407

9.1.8 LED显示屏的发展趋势 407

9.2 LED交通信号灯 408

9.3 LED路灯 411

9.4 LED背光源 413

9.4.1背光源简介 414

9.4.2背光源的技术指标 414

9.4.3 LED背光源技术分类 415

9.4.4 LED背光源发展现状 415

9.4.5 LED背光源发展展望 416

9.5 LED汽车灯 417

9.5.1汽车灯的分类 417

9.5.2 LED汽车灯的发展历史 418

9.5.3 LED汽车灯的优势 419

9.5.4 LED在汽车照明中的应用 420

9.5.5 LED应用于汽车照明系统存在的问题 422

9.5.6 LED车灯在未来汽车产业中的发展 423

9.6 LED景观照明 424

9.6.1景观照明的功能 424

9.6.2 LED作为景观照明光源的优点 424

9.6.3 LED常见景观照明灯具 425

9.6.4 LED景观照明典型工程 427

9.7 LED室内照明 431

9.7.1 LED室内照明市场分析 431

9.7.2 LED室内照明主要产品类型 431

9.7.3 LED室内照明与传统室内照明对比 434

9.7.4 LED室内照明应用 434

9.7.5 LED室内照明未来前景 435

9.8其他应用 437

9.8.1投影仪光源 437

9.8.2医学应用 438

9.8.3光合作用 439

9.8.4光学测量 440

9.8.5小结 441

附录1专利基础知识概述 442

附录2专业词汇 451

参考文献 452