大功率LED頻閃光源驅動解析

　　2、大功率LED 頻閃光源

　　用555 時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555 多諧振蕩器構成的信號發生器、1 個功率放大器和2 個LED 組成。信號發生器的作用是產生所需要的工作頻率脈沖，并且振蕩頻率可以根據需要調整。功率放大器將脈沖信號放大后，驅動大功率LED 發光。改變信號發生器的振蕩頻率，可使光源的頻閃時間間隔隨之變化；過增、減LED 個數或更換不同功率的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，既可以調節振蕩頻率，又可以調整振蕩脈沖的占空比。信號發生器的振蕩頻率就是LED 閃光的頻率，可以根據拍攝對象調整。而振蕩脈沖的占空比，決定了LED 每次頻閃的延續時間。

圖3 　大功率LED 頻閃燈驅動電路

　　為了能連續調節占空比并能調節振蕩頻率，在555 的第6 腳和第7 腳之間接有W1、W2、R2、D1 和D2 組成的調節網絡。對C2 充電時，電流是通過R1、D1、W2、和W1 ，放電時，通過W1、W2、D2 和R2。當R1 = R2 ，W2 調到中心點或不用W2 時，因充放電時間基本相等，其占空比約為50 % ，此時調節W1 僅改變頻率，占空比不變。如W2 調節到偏離中心點，再調節W1 ，不僅振蕩頻率改變了，而且對占空比也有影響。W1 不變，調節W2 時，僅可改變占空比，而對頻率無影響。因此，使用電路時，應首先調節W1 ，使頻率至規定值，再調節W2 以獲得合適的占空比。

　　大功率LED 構成的頻閃光源非常小巧，如兩個8W的LED 構成的光源，體積只有照相用閃光燈大小，完全可以和數碼照相機連為一體使用，用于教學演示實驗十分方便。這樣的光源完全可以滿足一般教學需要，如自由落體、平拋等運動圖像的拍攝，以及觀測高速運動物體的表面質量與運行狀況。大功率LED 作為照明光源，必須注入足夠的電功率。LED 芯片的溫升不能過高，如果管芯結溫超過標準限定值，將導致不可恢復性光強衰減。因此，使用時要有足夠的散熱措施，盡量使LED 保持良好的工作狀態。由于其成品對密封性要求不高，可與外界空氣環境直接發生對流，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60 ℃。

　　結論：

　　大功率LED 頻閃光源配合數碼相機，每秒可以拍攝20 幀以上的畫面，完全可以描述一般運動物體的軌跡。用LED 頻閃光源測量旋轉物體轉速的范圍也很寬，可達300～20 000rPmin ，測速精度為012 級。它還可以觀測高速運動物體(轉動、振動) 的表面質量與運行狀況。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，所以它的應用前景更為廣闊。相信在不久的將來，這類照明系統能在更多領域獲得廣泛應用。