多方式調(diào)光的LED手術(shù)無影燈電源及其控制策略研究.pdf

1、大功率LED具有發(fā)光能效高、光學(xué)性能好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地應(yīng)用于先進(jìn)的手術(shù)燈等應(yīng)用場合，目前使用的LED手術(shù)無影燈一般由多個(gè)照明模塊組成，而每個(gè)模塊包含多個(gè)LED點(diǎn)光源，同時(shí)，每一個(gè)照明模塊需要配備一個(gè)驅(qū)動電源和調(diào)光電路，從而造成了LED手術(shù)無影燈驅(qū)動電源器件多、體積大。此外，其調(diào)光模式單一，大都采用整體調(diào)光，無法實(shí)現(xiàn)單個(gè)LED點(diǎn)光源的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致局部陰影難以消除。為此，本文提出了基于單輸入-多輸出兩級恒壓的LED電源系統(tǒng)和基于單

2、片機(jī)控制的脈動電流驅(qū)動調(diào)光系統(tǒng)，調(diào)光系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)整體調(diào)光、成組調(diào)光、單個(gè)調(diào)光等控制方式，通過精確控制每個(gè)LED的驅(qū)動電流來改變LED光強(qiáng)的控制策略，達(dá)到消除局部陰影的目的。
　　 本文首先在對現(xiàn)有LED手術(shù)無影燈驅(qū)動電源及調(diào)光控制策略優(yōu)缺點(diǎn)分析比較的基礎(chǔ)上，提出了一種有效消除LED手術(shù)無影燈局部陰影的驅(qū)動電源和調(diào)光系統(tǒng)，詳細(xì)分析其工作原理，并提出調(diào)光控制策略。為滿足照明電路功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，恒壓供電拓?fù)洳捎脙杉塒FC方案，前級基于UC

3、3854實(shí)現(xiàn)Boost型有源功率因數(shù)校正(APFC)功能，后級基于UC3845設(shè)計(jì)了單輸入-多輸出反激變換器，將220V交流電轉(zhuǎn)換成五路5V直流電源，為五個(gè)LED照明模塊供電；為實(shí)現(xiàn)對每個(gè)LED點(diǎn)光源的精確調(diào)光，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)控制的脈動電流驅(qū)動調(diào)光電路，基于LabWindows/CVI編寫了調(diào)光控制界面以及計(jì)算機(jī)與單片機(jī)間的通信協(xié)議。通過控制界面發(fā)送調(diào)光指令，單片機(jī)接收后對調(diào)光控制電路中的十六選-開關(guān)CD4067進(jìn)行多路選擇，同時(shí)產(chǎn)生

4、相應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制信號(PWM)調(diào)節(jié)流過LED的平均電流值，實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。
　　 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，制作了87.5W五路4×4 LED陣列手術(shù)無影燈驅(qū)動電源的原理樣機(jī)，詳細(xì)給出了LED電源主電路和控制電路的參數(shù)設(shè)計(jì)和元器件選型、調(diào)光控制電路的硬件參數(shù)和軟件程序以及計(jì)算機(jī)控制界面的設(shè)計(jì)，對原理樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析了轉(zhuǎn)換效率與電路損耗，證實(shí)了本文提出技術(shù)方案的正確性與可行性，為多路LED照明系統(tǒng)的驅(qū)動電源及調(diào)光控制提