大功率LED頻閃光源驅(qū)動(dòng)解析

　　2、大功率LED 頻閃光源

　　用555 時(shí)基電路可組成各種形式的自激式多諧振蕩器。大功率LED 頻閃光源，主要由1 個(gè)555 多諧振蕩器構(gòu)成的信號(hào)發(fā)生器、1 個(gè)功率放大器和2 個(gè)LED 組成。信號(hào)發(fā)生器的作用是產(chǎn)生所需要的工作頻率脈沖，并且振蕩頻率可以根據(jù)需要調(diào)整。功率放大器將脈沖信號(hào)放大后，驅(qū)動(dòng)大功率LED 發(fā)光。改變信號(hào)發(fā)生器的振蕩頻率，可使光源的頻閃時(shí)間間隔隨之變化；過(guò)增、減LED 個(gè)數(shù)或更換不同功率的LED ，可以改變光源的總亮度。如圖3 所示，電路中的555 多諧振蕩器電路，既可以調(diào)節(jié)振蕩頻率，又可以調(diào)整振蕩脈沖的占空比。信號(hào)發(fā)生器的振蕩頻率就是LED 閃光的頻率，可以根據(jù)拍攝對(duì)象調(diào)整。而振蕩脈沖的占空比，決定了LED 每次頻閃的延續(xù)時(shí)間。

圖3 　大功率LED 頻閃燈驅(qū)動(dòng)電路

　　為了能連續(xù)調(diào)節(jié)占空比并能調(diào)節(jié)振蕩頻率，在555 的第6 腳和第7 腳之間接有W1、W2、R2、D1 和D2 組成的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)C2 充電時(shí)，電流是通過(guò)R1、D1、W2、和W1 ，放電時(shí)，通過(guò)W1、W2、D2 和R2。當(dāng)R1 = R2 ，W2 調(diào)到中心點(diǎn)或不用W2 時(shí)，因充放電時(shí)間基本相等，其占空比約為50 % ，此時(shí)調(diào)節(jié)W1 僅改變頻率，占空比不變。如W2 調(diào)節(jié)到偏離中心點(diǎn)，再調(diào)節(jié)W1 ，不僅振蕩頻率改變了，而且對(duì)占空比也有影響。W1 不變，調(diào)節(jié)W2 時(shí)，僅可改變占空比，而對(duì)頻率無(wú)影響。因此，使用電路時(shí)，應(yīng)首先調(diào)節(jié)W1 ，使頻率至規(guī)定值，再調(diào)節(jié)W2 以獲得合適的占空比。

　　大功率LED 構(gòu)成的頻閃光源非常小巧，如兩個(gè)8W的LED 構(gòu)成的光源，體積只有照相用閃光燈大小，完全可以和數(shù)碼照相機(jī)連為一體使用，用于教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)十分方便。這樣的光源完全可以滿足一般教學(xué)需要，如自由落體、平拋等運(yùn)動(dòng)圖像的拍攝，以及觀測(cè)高速運(yùn)動(dòng)物體的表面質(zhì)量與運(yùn)行狀況。大功率LED 作為照明光源，必須注入足夠的電功率。LED 芯片的溫升不能過(guò)高，如果管芯結(jié)溫超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限定值，將導(dǎo)致不可恢復(fù)性光強(qiáng)衰減。因此，使用時(shí)要有足夠的散熱措施，盡量使LED 保持良好的工作狀態(tài)。由于其成品對(duì)密封性要求不高，可與外界空氣環(huán)境直接發(fā)生對(duì)流，并采用帶鰭片的鋁材或銅材散熱片，保證散熱片溫度不超過(guò)60 ℃。

　　結(jié)論：

　　大功率LED 頻閃光源配合數(shù)碼相機(jī)，每秒可以拍攝20 幀以上的畫(huà)面，完全可以描述一般運(yùn)動(dòng)物體的軌跡。用LED 頻閃光源測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速的范圍也很寬，可達(dá)300～20 000rPmin ，測(cè)速精度為012 級(jí)。它還可以觀測(cè)高速運(yùn)動(dòng)物體(轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)) 的表面質(zhì)量與運(yùn)行狀況。總之，由LED 組成的頻閃光源，在功能上可以完全取代汞燈頻閃光源；并且，由于LED 頻閃光源的體積小，耗電少，不必連接交流電源，更容易攜帶，所以它的應(yīng)用前景更為廣闊。相信在不久的將來(lái)，這類(lèi)照明系統(tǒng)能在更多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。