摘要 提出了依据双同步斩波形式的微功耗LED声控灯驱动电源规划办法。该驱动电源用一个单片机操控两个开关管别离为主电源和待机电源供给作业电流。主电源选用全波斩波作业形式为LED灯组供给作业电流;待机电源选用半波斩波作业形式，然后大幅下降了待机功耗。该驱动电源结构简略，可在50～60 Hz频率的180～250 V的宽电压规模内作业，具有恒流驱动功用和微功耗特性，且安稳牢靠和较高的性价比。
关键词 同步斩波;微功耗;LED;宽电压;恒流驱动
跟着电子技术的开展，发光二极管(LED)因具有节能、环保、寿命长、高效等特色，在照明范畴得到了广泛使用。因为声控灯的声响收集部分全天都处于待机状况，待机电源的功率损耗形成电能糟蹋。现在的声控灯待机电源多选用电阻和稳压管组成简略的降压电路为声响收集部分供给作业电流，这种方法将220 V交流电经过整流滤波后，经过一个阻值较大的电阻降压后，由稳压二极管为麦克风和运放供给安稳的作业电压，在电阻上耗费的功率较大，待机时的功率糟蹋较大。
本文使用低功耗MK6A12单片机和运放HA17358规划了一种可一起使两部分电路进入同步斩波形式作业的LED声控灯驱动电源。主电源选用全波斩波作业形式为LED灯组供给作业电流;待机电源部分经过选用半波斩波作业形式使待机损耗大幅下降。这种驱动电源结构简略，可在50～60 Hz频率的180～250 V宽电压规模内作业，有恒流驱动功用，且安稳牢靠。
1 双同步斩波式LED驱动电源规划
1.1 全体框图
LED驱动电源总体规划框图如图1所示。电路主要由开关管、储能电容、单片机、运放以及光耦等构成。
1.2 电路的组成
驱动电源作业原理如图2所示。电路分为两路，一路是经全波整流后由LED灯组、开关管、运放和光耦组成的主电源部分;另一路是经半波整流后由开关管和稳压管组成的待机电源部分，待机电源选用半波斩波作业方法为单片机和声响收集供给作业电流。一起，单片机对半波斩波部分进行过零点检测，然后操控全波斩波部分的斩波时刻。因为声控灯对声响进行24 h不间断检测，所以单片机与声响收集部分24 h待机，在待机电源部分选用半波斩波作业形式，比较简略的电阻降压电路，待机功耗大幅下降。
主电源部分C1为储能电容，R1为电流取样电阻，R2为维护用限流电阻;辅佐电源电路部分C2为储能电容，R4为维护用限流电阻，单片机检测R5两头电压然后操控开关管的导通与截止。
1.3 作业原理
待机电源部分驱动电源作业波形如图3所示。
交流电经过半桥整流后经过R4、稳压管D3和r5进行分压，Q2导通，给C2充电，PB1设为输进口开端检测，t1时刻PB1检测到高电平时将PB1变为输出口并推迟1 ms，t2时刻单片机PB1封闭，Q2截止，C2开端放电，推迟7 ms后，t3时刻PB1再次翻开设为输进口，给C2进行快速充电。经过两次陕速充电，减小了瞬时电流的峰值。
PB1口操控Q2通断，一起检测过零点。t3时刻，PB1设为输进口进行检测，R5两头的电压与B点电压改变趋势相同，t4时刻，PB1检测到R5两头的电压为低电平，这一时刻的电压值挨近零，单片机将t4时刻记为过零点。单片机经过在半波斩波部分检测到过零点，对全波斩波部分进行操控。
主电源部分驱动电源作业波形如图4所示。
交流电经过全波整流后给LED灯组供给电流，C1充电，PB2口输出高电平，一起PB5开端检测光耦4脚的电压，t1时刻R1两头电压>1 V，光耦4脚电压被拉低，PB5检测到低电平，PB2输出低电平给运放的5脚，使Q1截止，C1开端放电。t2时刻PB1开端检测过零点，t3时刻检测到过零点时，PB2输出高电平，再次给C1充电，PB5持续检测光耦4脚的电压，t3时刻光耦4脚电压再次被拉低，PB2输出低电平，Q1截止，C1开端放电。
由图2可知，因为运放6脚的电压值最高不会超越单片机的作业电压，所以流过R3的电流可以计算出最大值
式中，Imax为流过R3的最大电流，Umax为单片机的作业电压。因为流过R3的电流即为C1的充电电流，所以C1上的最大充电电流不会超越1.7 A，减小了对储能电容C1和开关管Q1的冲击。
1.4 实测成果
图5和图6别离为输入电压为220 V交流电时待机电源和主电源的实践作业波形图。
从图5中可以看出，电容C2供给了一个纹波很小的10 V电压，可以使运放和单片机正常作业，充电电流的最大峰值仅有25 mA，依据占空比得出待机的均匀电流约为2 mA，待机功率约为20 mW，大幅下降了待机的功率损耗，每个周期进行两次充电，减小了瞬时充电电流的峰值，延长了电路的使用寿命。从图6中可以看出，光耦操控信号经过单片机使开关管导通与关断到达了斩波的作用，从电流波形可以看出斩波作用显着，在电压上升时发生充电电流，且充电奉献显着。
2 电源特性
2.1 恒流作业特性
由图2可知，单片机的PB2口经过运放操控开关管Q1的通断，Q1导通时刻越长，输出电压越大，因而为了到达恒流特性，电流信号由取样电阻R1转换为电压信号经过光耦反馈给单片机。当LED灯组电流增大，取样电阻R1上分得的电压添加，使光耦导通，单片机PB5口检测到低电平后，操控开关管Q1断开，使输出电压下降，然后完成恒流的意图。LED灯组的作业电流
式中，UF为光耦正向电压，UF=1.2 V(标称值)，R为取样电阻，R=R1=30 Ω时，LED灯组的作业电流ILED=IR1=40 mA。
2.2 宽电压作业特性
图7～图9为不同输入电压时LED灯组两头的电压波形和全体电路的电流波形。
由上图可知，输入电压别离为180 V、220 V和250 V时，LED灯组两头总会得到安稳且纹波较小的180 V电压，可以使灯组正常作业。在试验过程中可以观察到，输入交流电在180～250 V的规模内改变时，LED灯组都能安稳作业，储能电容的充电电流跟着电压的不断升高而增大，充电时刻随之削减，所以电流的导通角也能跟着电压的不断升高而减小。这一现象标明，在实践使用过程中，当输入电压不安稳时，这种驱动电源仍然可以经过对电流导通角的调理使LED灯组正常作业。
3 结束语
试验成果标明，使用双同步斩波式开关作业的电源驱动LED声控灯时，具有恒流作业特性，在很大程度上延长了LED灯的使用寿命，待机功耗仅为20 mW，具有杰出的微功耗特性，能在180～250 V的宽电压规模内正常作业，且电路简略体积小，可在LED声控灯范畴得到广泛使用。
