一种精确调光的LED电源设计
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饱和压降‰约为０．３ Ｖ，南（３）式得，叫ｍ为２３ ｍＡ。
使用４２颗１ ｗ大功率ＬＥＤ芯片串联作为负载对电源进 行了测试，以１０％占窄比为步长，测量了每１０％占卒比变化 时输出电流的值，测得的调光电流波形如图５所示。
图５ 输出电流波形 图６说明该调光ＬＥＤ电源的最大输出电流为３４６ ｍＡ， 最小输出电流为３３ ｍＡ，电流町凋范围为３３～３４６ ｍＡ，电流 值与理论计算值基本吻合。满载时测得输入功率因数为Ｏ．９９， 整机效率为８６％，符合设计要求。 为了验证系统的故障检测功能，分别使电源处于开路、短 路和驱动２０颗ＬＥＤ芯片的状态，故障检测如图７所示。短 路、开路时，电源自动保护，没有输出，检测到电源和ＬＥＤ灯 都不正常；只驱动２０颗ＬＥＤ时，电源输出电压较低，检测为
万方数据
２１ ８
型—■—面－１计坚—Ｈ竺而！而！！卜卜掣＿Ｔ皇写
Ｉ广＝—ｊ—＿］ 『电流采样
ｌ调光电路卜．Ｊ
ｌ墨嚣卜＇（二］蔓Ｒｓ４ｓｓ指令 Ｌ。——Ｆ一１
—土一
ＩＤ／Ａ转换
图１系统原理图
１．２模拟调光电路 接收到ＲＳ４８５总线的凋光指令后，单片机将输出对应的
ＰＷＭ信号。来调节开关电源的输出电流。而我们采用运算放 大器精确调节输出电流，需要将ＰＷＭ信号转换为线性调光 电压。如图２所示，ＰＷＭ信号输入端到运放同相端是Ｄ／Ａ转 换电路。
数字调光会引入潜在的电磁Ｆ扰（ＥＭＩ）频率，为尽量降 低可听到噪声和辐射，高端照明系统的调光频率一般要求几 万赫兹，但较高的调光频率将大幅缩小驱动的调光范围。
模拟调光面临输出电流精度的挑战，每个ＬＥＤ驱动都要
收稿日期：２０１０－０乳２７ 作者简介：陈浩ｌ １∞６一一）。男．湖南省人，硕士研究生。主要研究 方向为电力电子技术。
一种精确调光的ＬＥＤ电源设计
陈 浩１一，席 光２刘 胜ｕ （１．华中科技大学武汉国家光电实验室微光机电部，湖北武汉４３００７４；２．平洲电子厂，广东佛山５２８２００；
３．华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉４３００７４）
摘要：设计了一种输出电流精确可调的ＬＥＤ电源。系统功率变换部分由ＰＦＣ和ＤＣ／ＤＣ两级组成。实现ＰＷＭ控制输
的饱和压降为‰，此时：
Ｋ嘲ｌ－Ｒ３ｘ％√（Ｒ２＋Ｒ３），冰Ｋ，运放输出低电平。凋节控
制芯片减小输出电流，直到满足Ｖ—Ｕ。此时电源最小输出
电流为：
ｋ＝Ｋ。／Ｒ
（３）
如图３所示，Ｑ１天断，Ｃｌ充电；Ｑ１导通，Ｃ．放电。在一个
ＰＷＭ周期内，电容上的平均电压为：
忙‰。眦）ｘ”
（４）
式巾：ｒｌ为ＰＷＭ调光信号占空比，根据运算放大器的虚短特
万方数据
２１ ９
２０１１．２ Ｖ０１．３５ Ｎｏ．２
便对电源和灯具进行检修。 在一个采样周期里，如果系统收到调光指令，则进人中断
子程序。实现调光功能。ＡＴｍｅｇａ８单片机能输出２５６级ＰＷＭ 信号。故系统能实现２５６级调光。例如，系统收到调光指令的 十六进制字节码为ｌＢ １０ ３０ ００ ０Ａ ００ ００ ００ ０ｌ Ｂ４ Ｆ２ ＤＡ，其 中１Ｂ １０ ３０ ００ ０Ａ为调光命令标识。００ ｏｏ ｏｏ Ｏｌ为目标地址， Ｂ４为凋光等级，Ｆ２ ＤＡ为ＣＲＣ校验字节。Ｂ４的十进制是 １８０，ｒ／＝１８０／２５６＊０．７，中断子程序设置ＰＷＭ占空比寄存器的 值为Ｂ４，输出占空比为７０％的ＰＷＭ信号，通过模拟调光电 路，控制ＤＣ／ＤＣ电路输出相应电流。
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｌｍｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ＨⅡｂ卣４３００７４．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｌ：Ａｎ ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗｉｔｈ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ。１１１ｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ ｂｙ ＰＦＣ ａｎｄ ＤＣ，ＤＣ ｔｗｏ ｓｔａｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｓ ｃｏｎｔｍｌｌｅｄ ｂｙ ＰＷＭ． Ａ Ｄ／Ａ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ａｎａｌｏｇ ｄｉｍｍｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ。ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ＰＷＭ ｄｉｍｍｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｉｎｔｏ ｌｉｎｅａｒ ｄｉｍｍｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ＯＵｔｒ＇ｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ．１１１ｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｉｍｍｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ＡＴｍｅｇａ８ ＳＣＭ ｃｏｕｌｄ ｍｏｄｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｗｉｔｌｌ ２５６ ｇｒａｄｅｓ ｂｙ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｄｉｍｍｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ＲＳ４８５ ｂｕｓ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｕＲｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ Ｃａｎ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｄｊｕｓｔ ｉｔｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔ ｗｉｔｈｉｎ ａ
ＰＷＭ
厂Ｌ几
６刊Ｄ
图２模拟调光电路
Ｒ１、Ｒ２、咫组成电阻分压网络。Ｑｌ作为开关管，由ＰＷＭ调 光信号控制其导通时间，ＱＪ的开关控制Ｃ１上的电压，即运放 的同相端电压。ＬＥＤ的电流通过取样电阻咫，转换为取样电
压Ｋ，输人运放的反相端。凋光电压Ｕ和取样电压Ⅵ经过运
算放大器比较后输出逻辑电平，通过光耦调制功率控制芯片
用到某种串联电阻来辨别电流，电流辨别电压（Ⅵ通过折衷低 能耗损失和高信噪比来选定，驱动中的允许误差、偏移和延迟 导致了一个相对同定的误差。要在一个闭环系统中降低输出 电流就必须降低ｙｓ，这样就会反过来降低输出电流的精 度［２４１。
白光ＬＥＤ应用于路灯、隧道灯等公共照明系统，对色温 一致性要求较低，对电源电磁兼容要求较高。所以本文采用模 拟调光方式，在传统模拟凋光电路的基础七加入高精度运算 放大器提高输出电流精度，并采用ＡＴｍｅｇａ８单片机设计ｒ智 能调光系统，可以接受来自ＲＳ４８５总线的调光指令实现２５６ 级调光。
１硬件电路设计
１．１整体电路设计 在传统的ＬＥＤ恒流电源中加入模拟调光电路，设计智能
调光系统，如图１所示。 在该系统的功率转换部分，采用ＡＰＦＣ和ＤＣ／ＤＣ两级电
路的设计，模拟凋光控制电路使用ＡＴｍｅｇａ８单片机搭建，控 制中心调控ＬＥＤ灯具的亮度，采用ＲＳ４８５总线发送调光指 令。
２０１１．２ ＶｏＩ．３５ ＮＯ．２
图６不同占空比调光信号对应的输出电流值
图７故障检测图
ＬＥＤ灯不正常。
４结论
ＬＥＤ电源的调光方式有ＰＷＭ数字调光和模拟线性调 光两种，白光ＬＥＤ应用于隧道灯、路灯照明时。电磁兼容有较 高要求，故本文采用模拟调光方式。在传统模拟调光电路的基 础上，加入运算放大器比较取样电压和调光电压，能精确调节 输出电流，并以ＡＴｍｅｇａ８单片机为核心设计了凋光电路，可 以接收来自ＲＳ４８５总线的渊光指令实现２５６级调光，并具有 智能故障检测功能。
关键词：ＬＥＤ电源：ＡＴｍｅｇａ８单片机；智能调光；故障检测
中图分类号：ＴＭ ９１９
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—０８７ Ｘ（２０１１）０２—０２１８—０３
ｐｐｌｙｏｔ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐＰｒｅｃｉｌｓｅ ｄｉｌｍｍｉｌｎｇ ＬＥＤ ｐＰｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ
ＣＨＥＮ Ｈａｏ”，ＸＩ Ｇｕａｎ９２，ＬＩＵ Ｓｈｅｎｇ １·３ “．ＭＯＥＭＳ ｏｆＷｕｈａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ Ｈｕｂｅｉ ４３００７４， Ｃｈｉｎａ；２．Ｐｉｎｇｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｆｏｓｈａｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２８２００，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
２软件设计
调光系统和控制中心通过ＲＳ４８５总线通信，是主从通信
方式，从设备是多个调光ＬＥＤ电源，为此设计了调光通信协
议，每个ＬＥＤ电源都有独立的物理地址。控制中心在总线上
广播凋光指令，需指定地址，每个电源接收到指令，先判断目
标地址是不是本机地址，如果吻合，则执行指令并应答，否则
忽略。 系统软件没计采用结构化程序设计方法，其主体流程如
３实验结果
采用上述方法设计了额定功率为５０ ｗ的模拟调光ＬＥＤ 电源，额定输｝“电流为３５０ ｍＡ，其中ＰＦＣ控制芯片采用ＭＣ ３３２６２，ＤＣ／ＤＣ变换电路采用ｆｌｙｂａｃｋ的拓扑，使用７Ｍ０８８０作 为控制芯片。为ｒ减小取样损耗，选择取样电阻咫为Ｏ．２２ Ｑ 的高精度金属膜电阻，则由（１）式得取样电压Ｕ司．０７７ Ｖ。为 了满足（２）式，我们选取Ｒ．＝４．７ ｋＱ，Ｒ２＝５８．４ ｋＱ，Ｒ３＝Ｉ ｋＱ，其 中Ｒ２南ｌ ＭＱ和６２ ｋＱ两个电阻并联组成。选取的三极管Ｑｌ
的ＦＢ脚电流，从而调节ＤＣ／ＤＣ电路的输出电流。
从电路中可知取样电压：
～＃足×ｔｉｎ，
（１）
电源输ｊ｜ｊ最大电流时，ＰＷＭ捌光信号占空比为１００％，经
过反相器倒相后，ＱＩ一直关断，此时电阻分压网络焉上的电
压为：
Ｋ。）－Ｒ３ｘ吲（Ｒ＃Ｒ２＋Ｒ３）
（２）
当ＰＷＭ调光信号占空比降为０时，Ｑ１导通，ｃｌ放电。Ｑｌ
白光ＬＥＤ应用于照明，将比现行光源寿命提高５倍以 上，町充分解决灯管含汞的环保问题，故ＬＥＤ为无污染的环 保光源，且ＬＥＤ芯片的发光效率仍大有提高空间，成本有单 不断下降。ＬＥＤ作为下一代照明光源将造福人类。
由于ＬＥＤ的电压电流特性，现在的自光ＬＥＤ照明一般 使用恒流电源驱动，为了更好地发挥ＬＥＤ照明的节能优点， 在ＬＥＤ电源中加入调光功能是大势所趋。现在用于ＬＥＤ凋 光的方式有两种，ＰＷＭ凋光和模拟凋光。脉冲宽度调制 （ＰｗＭ）调光是使用开关电路以相对于人眼识别力来说足够高 的频率工作，使用ＰＷＭ来设置周期和占空度改变光输出的 平均值【，１；模拟调光是改变电源输出电流的幅值，来改变ＬＥＤ 的光输出，两者各有优缺点。
使用４２颗１ ｗ大功率ＬＥＤ芯片串联作为负载对电源进 行了测试，以１０％占窄比为步长，测量了每１０％占卒比变化 时输出电流的值，测得的调光电流波形如图５所示。
图５ 输出电流波形 图６说明该调光ＬＥＤ电源的最大输出电流为３４６ ｍＡ， 最小输出电流为３３ ｍＡ，电流町凋范围为３３～３４６ ｍＡ，电流 值与理论计算值基本吻合。满载时测得输入功率因数为Ｏ．９９， 整机效率为８６％，符合设计要求。 为了验证系统的故障检测功能，分别使电源处于开路、短 路和驱动２０颗ＬＥＤ芯片的状态，故障检测如图７所示。短 路、开路时，电源自动保护，没有输出，检测到电源和ＬＥＤ灯 都不正常；只驱动２０颗ＬＥＤ时，电源输出电压较低，检测为
万方数据
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型—■—面－１计坚—Ｈ竺而！而！！卜卜掣＿Ｔ皇写
Ｉ广＝—ｊ—＿］ 『电流采样
ｌ调光电路卜．Ｊ
ｌ墨嚣卜＇（二］蔓Ｒｓ４ｓｓ指令 Ｌ。——Ｆ一１
—土一
ＩＤ／Ａ转换
图１系统原理图
１．２模拟调光电路 接收到ＲＳ４８５总线的凋光指令后，单片机将输出对应的
ＰＷＭ信号。来调节开关电源的输出电流。而我们采用运算放 大器精确调节输出电流，需要将ＰＷＭ信号转换为线性调光 电压。如图２所示，ＰＷＭ信号输入端到运放同相端是Ｄ／Ａ转 换电路。
数字调光会引入潜在的电磁Ｆ扰（ＥＭＩ）频率，为尽量降 低可听到噪声和辐射，高端照明系统的调光频率一般要求几 万赫兹，但较高的调光频率将大幅缩小驱动的调光范围。
模拟调光面临输出电流精度的挑战，每个ＬＥＤ驱动都要
收稿日期：２０１０－０乳２７ 作者简介：陈浩ｌ １∞６一一）。男．湖南省人，硕士研究生。主要研究 方向为电力电子技术。
一种精确调光的ＬＥＤ电源设计
陈 浩１一，席 光２刘 胜ｕ （１．华中科技大学武汉国家光电实验室微光机电部，湖北武汉４３００７４；２．平洲电子厂，广东佛山５２８２００；
３．华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉４３００７４）
摘要：设计了一种输出电流精确可调的ＬＥＤ电源。系统功率变换部分由ＰＦＣ和ＤＣ／ＤＣ两级组成。实现ＰＷＭ控制输
的饱和压降为‰，此时：
Ｋ嘲ｌ－Ｒ３ｘ％√（Ｒ２＋Ｒ３），冰Ｋ，运放输出低电平。凋节控
制芯片减小输出电流，直到满足Ｖ—Ｕ。此时电源最小输出
电流为：
ｋ＝Ｋ。／Ｒ
（３）
如图３所示，Ｑ１天断，Ｃｌ充电；Ｑ１导通，Ｃ．放电。在一个
ＰＷＭ周期内，电容上的平均电压为：
忙‰。眦）ｘ”
（４）
式巾：ｒｌ为ＰＷＭ调光信号占空比，根据运算放大器的虚短特
万方数据
２１ ９
２０１１．２ Ｖ０１．３５ Ｎｏ．２
便对电源和灯具进行检修。 在一个采样周期里，如果系统收到调光指令，则进人中断
子程序。实现调光功能。ＡＴｍｅｇａ８单片机能输出２５６级ＰＷＭ 信号。故系统能实现２５６级调光。例如，系统收到调光指令的 十六进制字节码为ｌＢ １０ ３０ ００ ０Ａ ００ ００ ００ ０ｌ Ｂ４ Ｆ２ ＤＡ，其 中１Ｂ １０ ３０ ００ ０Ａ为调光命令标识。００ ｏｏ ｏｏ Ｏｌ为目标地址， Ｂ４为凋光等级，Ｆ２ ＤＡ为ＣＲＣ校验字节。Ｂ４的十进制是 １８０，ｒ／＝１８０／２５６＊０．７，中断子程序设置ＰＷＭ占空比寄存器的 值为Ｂ４，输出占空比为７０％的ＰＷＭ信号，通过模拟调光电 路，控制ＤＣ／ＤＣ电路输出相应电流。
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｌｍｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ＨⅡｂ卣４３００７４．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｌ：Ａｎ ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｗｉｔｈ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ。１１１ｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ ｂｙ ＰＦＣ ａｎｄ ＤＣ，ＤＣ ｔｗｏ ｓｔａｇｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｓ ｃｏｎｔｍｌｌｅｄ ｂｙ ＰＷＭ． Ａ Ｄ／Ａ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ａｎａｌｏｇ ｄｉｍｍｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ。ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ＰＷＭ ｄｉｍｍｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｉｎｔｏ ｌｉｎｅａｒ ｄｉｍｍｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ＯＵｔｒ＇ｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ＬＥＤ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ．１１１ｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｉｍｍｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ＡＴｍｅｇａ８ ＳＣＭ ｃｏｕｌｄ ｍｏｄｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｗｉｔｌｌ ２５６ ｇｒａｄｅｓ ｂｙ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｄｉｍｍｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ＲＳ４８５ ｂｕｓ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｕＲｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ Ｃａｎ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｄｊｕｓｔ ｉｔｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔ ｗｉｔｈｉｎ ａ
ＰＷＭ
厂Ｌ几
６刊Ｄ
图２模拟调光电路
Ｒ１、Ｒ２、咫组成电阻分压网络。Ｑｌ作为开关管，由ＰＷＭ调 光信号控制其导通时间，ＱＪ的开关控制Ｃ１上的电压，即运放 的同相端电压。ＬＥＤ的电流通过取样电阻咫，转换为取样电
压Ｋ，输人运放的反相端。凋光电压Ｕ和取样电压Ⅵ经过运
算放大器比较后输出逻辑电平，通过光耦调制功率控制芯片
用到某种串联电阻来辨别电流，电流辨别电压（Ⅵ通过折衷低 能耗损失和高信噪比来选定，驱动中的允许误差、偏移和延迟 导致了一个相对同定的误差。要在一个闭环系统中降低输出 电流就必须降低ｙｓ，这样就会反过来降低输出电流的精 度［２４１。
白光ＬＥＤ应用于路灯、隧道灯等公共照明系统，对色温 一致性要求较低，对电源电磁兼容要求较高。所以本文采用模 拟调光方式，在传统模拟凋光电路的基础七加入高精度运算 放大器提高输出电流精度，并采用ＡＴｍｅｇａ８单片机设计ｒ智 能调光系统，可以接受来自ＲＳ４８５总线的调光指令实现２５６ 级调光。
１硬件电路设计
１．１整体电路设计 在传统的ＬＥＤ恒流电源中加入模拟调光电路，设计智能
调光系统，如图１所示。 在该系统的功率转换部分，采用ＡＰＦＣ和ＤＣ／ＤＣ两级电
路的设计，模拟凋光控制电路使用ＡＴｍｅｇａ８单片机搭建，控 制中心调控ＬＥＤ灯具的亮度，采用ＲＳ４８５总线发送调光指 令。
２０１１．２ ＶｏＩ．３５ ＮＯ．２
图６不同占空比调光信号对应的输出电流值
图７故障检测图
ＬＥＤ灯不正常。
４结论
ＬＥＤ电源的调光方式有ＰＷＭ数字调光和模拟线性调 光两种，白光ＬＥＤ应用于隧道灯、路灯照明时。电磁兼容有较 高要求，故本文采用模拟调光方式。在传统模拟调光电路的基 础上，加入运算放大器比较取样电压和调光电压，能精确调节 输出电流，并以ＡＴｍｅｇａ８单片机为核心设计了凋光电路，可 以接收来自ＲＳ４８５总线的渊光指令实现２５６级调光，并具有 智能故障检测功能。
关键词：ＬＥＤ电源：ＡＴｍｅｇａ８单片机；智能调光；故障检测
中图分类号：ＴＭ ９１９
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—０８７ Ｘ（２０１１）０２—０２１８—０３
ｐｐｌｙｏｔ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐＰｒｅｃｉｌｓｅ ｄｉｌｍｍｉｌｎｇ ＬＥＤ ｐＰｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ
ＣＨＥＮ Ｈａｏ”，ＸＩ Ｇｕａｎ９２，ＬＩＵ Ｓｈｅｎｇ １·３ “．ＭＯＥＭＳ ｏｆＷｕｈａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ Ｈｕｂｅｉ ４３００７４， Ｃｈｉｎａ；２．Ｐｉｎｇｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｆｏｓｈａｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２８２００，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
２软件设计
调光系统和控制中心通过ＲＳ４８５总线通信，是主从通信
方式，从设备是多个调光ＬＥＤ电源，为此设计了调光通信协
议，每个ＬＥＤ电源都有独立的物理地址。控制中心在总线上
广播凋光指令，需指定地址，每个电源接收到指令，先判断目
标地址是不是本机地址，如果吻合，则执行指令并应答，否则
忽略。 系统软件没计采用结构化程序设计方法，其主体流程如
３实验结果
采用上述方法设计了额定功率为５０ ｗ的模拟调光ＬＥＤ 电源，额定输｝“电流为３５０ ｍＡ，其中ＰＦＣ控制芯片采用ＭＣ ３３２６２，ＤＣ／ＤＣ变换电路采用ｆｌｙｂａｃｋ的拓扑，使用７Ｍ０８８０作 为控制芯片。为ｒ减小取样损耗，选择取样电阻咫为Ｏ．２２ Ｑ 的高精度金属膜电阻，则由（１）式得取样电压Ｕ司．０７７ Ｖ。为 了满足（２）式，我们选取Ｒ．＝４．７ ｋＱ，Ｒ２＝５８．４ ｋＱ，Ｒ３＝Ｉ ｋＱ，其 中Ｒ２南ｌ ＭＱ和６２ ｋＱ两个电阻并联组成。选取的三极管Ｑｌ
的ＦＢ脚电流，从而调节ＤＣ／ＤＣ电路的输出电流。
从电路中可知取样电压：
～＃足×ｔｉｎ，
（１）
电源输ｊ｜ｊ最大电流时，ＰＷＭ捌光信号占空比为１００％，经
过反相器倒相后，ＱＩ一直关断，此时电阻分压网络焉上的电
压为：
Ｋ。）－Ｒ３ｘ吲（Ｒ＃Ｒ２＋Ｒ３）
（２）
当ＰＷＭ调光信号占空比降为０时，Ｑ１导通，ｃｌ放电。Ｑｌ
白光ＬＥＤ应用于照明，将比现行光源寿命提高５倍以 上，町充分解决灯管含汞的环保问题，故ＬＥＤ为无污染的环 保光源，且ＬＥＤ芯片的发光效率仍大有提高空间，成本有单 不断下降。ＬＥＤ作为下一代照明光源将造福人类。
由于ＬＥＤ的电压电流特性，现在的自光ＬＥＤ照明一般 使用恒流电源驱动，为了更好地发挥ＬＥＤ照明的节能优点， 在ＬＥＤ电源中加入调光功能是大势所趋。现在用于ＬＥＤ凋 光的方式有两种，ＰＷＭ凋光和模拟凋光。脉冲宽度调制 （ＰｗＭ）调光是使用开关电路以相对于人眼识别力来说足够高 的频率工作，使用ＰＷＭ来设置周期和占空度改变光输出的 平均值【，１；模拟调光是改变电源输出电流的幅值，来改变ＬＥＤ 的光输出，两者各有优缺点。
