大功率LED智能化照明控制系统设计
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集成运放了LM358内部包括2个独立的、高增益的、内部频率补偿的运算放大器，具有高增益、失调电压影响小、3～30 V的宽电源电压范围，且可用作电压跟随器。运放配合MOSFET RF830通过反馈跟随输入电压Vin，功率MOSFET的基极与运放的输出级相连，用来增加驱动电流。当LM358的同相端输入电压恒定时，由于负反馈的存在，保证了LM358输出电压恒定，从而使流经LED负载的电流为恒定电流。本设计是在0～30 V电源供电的条件下，调节电流源的输入电压Vin从O～2．4 V变化，控制恒流源电路得到O～2．4 A的电流输出，由此可计算采样电阻的阻值应该为lΩQ来保证所需的恒流数值。
采样电阻的选择会直接影响恒流源的稳定度。当输出电流达到一定程度时，R必然会发热引起自身阻值的变化，这是影响恒流源输出电流值精度的一个关键因素。同时，A／D转换通过采样R上的电压值为单片机进行闭环控制提供数据，因本设计最大输出电流为2．4 A，所以R的功率应足够大。为此，采用了温度系数比较小的康铜材料制作的阻值为1 Ω、功率为10 W的电阻。此外，MOSFET是电压控制型器件，稳态时其栅极所需控制电流IG几乎为O，不会影响输出电流UD的精度，从而保证了恒流源的输出电流精度。对于电路中MOSFET管也应选取大功率管以满足电流的要求，本系统采用漏极电流达4．5 A、耗散功率为74 W的N沟道增强型MOSFET管RF830。
2．2 自动控制单元
上述可控恒流源的设计已满足了电源的稳定输出的要求，但电源的稳定只是光源稳定的必要条件。因为在电源稳定的情况下，光源输出电流仍会在长时间工作中出现波动。系统中自动控制模块主要由键盘、LED数字显示、具有A／D和D／A控制等功能的单片机(C8051F040)系统组成。其中4个按键(S1～S4)控制实现2个功能，2个选择键，2个加减键。当LED光源改变，LED的电参数跟随改变，所要求的恒流值也改变，通过选择按键1设定当前LED的所需电流值；当固定LED光源，控制其达到恒流丁作情况时，通过S2可方便设定LED发光亮度。系统电路设计原理如图5所示。本文引用地址：//www.cghlg.com/article/200707.htm
此部分的主要功能是按给定电流值，提供调节输出电流所需的精密电压信号。首先采用键盘输入方式设置给定电流值。根据单片机写入的数据经过其内置的12位D／A转换输出直流电压提供给恒流源的输入电压Vin使其得到一个稳定的恒流输出，再通过12位A／D采样将LED输出的电流数据送入单片机，通过单片机处理计算出控制电压，根据实际的电流与设定电流的比较，向单片机写入新的数据，从而更新输出电流，再反馈回可控恒流源电路，实现对恒流源输出电流的精确调节，最后由数码管分别显示设定电流与输出电流的数值。
C8051F040作为控制系统的核心，其内置12位A／D、D／A转换，以及内置的2．4V基准电压，更加方便系统电路的设计。根据基准电压，A／D输出电流与D／A输入的电压范围一一对应，用12位A／D转换所得电流精度可以达到O．6 mA，满足设计要求。
3 系统软件设计
软件程序的设计主要包括初始化管理模块、按键管理模块、数据处理模块和显示模块，所有模块都用单片机C51语言编写。根据硬件电路，整个单片机软件部分主程序流程如图6所示。
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