原標(biāo)題：成就電子電路設(shè)計(jì)高手(15)，電子電路設(shè)計(jì)之設(shè)計(jì)案例介紹(下)

在電子電路設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中，不斷探索與實(shí)踐是成為高手的必經(jīng)之路。本文將詳細(xì)介紹幾個(gè)電子電路設(shè)計(jì)的高級(jí)案例，以期為電子電路設(shè)計(jì)愛好者及專業(yè)人士提供靈感與參考。

一、采用LED模擬調(diào)光的機(jī)器視覺辨認(rèn)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

此設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)高效的LED模擬調(diào)光，并滿足機(jī)器視覺辨認(rèn)系統(tǒng)的需求。傳統(tǒng)的開關(guān)電源控制芯片提供的模擬調(diào)光功能調(diào)光比有限，無法滿足高要求的機(jī)器視覺系統(tǒng)。因此，該設(shè)計(jì)對(duì)線性恒流電路進(jìn)行了改進(jìn)，增加了可變降壓電路，用于匹配輸入電壓和LED燈串電壓，提高效率。

1. 電路設(shè)計(jì)：

• 可變降壓電路：使用LM5010降壓芯片搭建，根據(jù)LED顆數(shù)和輸出電流大小動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出，使輸出電壓與LED燈串電壓的差額保持較小，減小大電流下三極管的損耗。

• 高精度D/A控制：用于控制電流輸出，實(shí)現(xiàn)較高的模擬調(diào)光比。

• ZigBee模塊：用于AC/DC電源輸出總線上掛載的多路可調(diào)恒流電路的輸出電流控制，確保每路輸出電流準(zhǔn)確可調(diào)。

2. 電路分析：

• 可變降壓電路的輸入為AC/DC電源提供的48V總線，通過LM5010芯片內(nèi)部的開關(guān)固定導(dǎo)通一段時(shí)間，后關(guān)斷265ns或直至FB腳上電壓下降到2.5V以下，通過（R1+R2）/R2·VFB設(shè)定最大輸出電壓。

• 監(jiān)測采集三極管和采樣電阻的壓降和，使用LM358進(jìn)行正向放大后輸入到FB腳，確保三極管和采樣電阻上的壓降總和不會(huì)過大。

• 當(dāng)LED燈串上的電壓小于LM5010的最大輸出電壓時(shí)，多余的電壓由三極管和采樣電阻承擔(dān)，當(dāng)這個(gè)電壓經(jīng)過放大后大于FB腳的閾值時(shí)，LM5010延長開關(guān)關(guān)斷時(shí)間，使輸出電壓下降。

此外，該設(shè)計(jì)還涉及機(jī)械手的三塊控制器的電路設(shè)計(jì)，包括PWM輸出電路、I/O口電路與QEP電路設(shè)計(jì)，使得開發(fā)人員可以通過電路將數(shù)字技術(shù)與攝像頭、傳感器、電機(jī)和其他外設(shè)集成，構(gòu)建機(jī)器視覺系統(tǒng)。

二、三段式鉛酸電池充電控制器電路設(shè)計(jì)

這種三段式鉛酸電池充電控制器電路設(shè)計(jì)簡單而實(shí)用，為鉛酸電池的充電管理提供了有效的解決方案。通過合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鉛酸電池的智能充電控制，確保電池的安全、高效使用。

該電路采用TL431單顆限流恒壓控制方案，通過TL431的電位提升來感知電流的增大，進(jìn)而發(fā)揮限流作用。同時(shí)，引入R3電阻對(duì)輸出電壓進(jìn)行補(bǔ)償，確保穩(wěn)壓功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)。這一方案有效地將限流與穩(wěn)壓合二為一，展現(xiàn)了其成本優(yōu)勢。

三、低壓氙氣燈電源啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)

此電路設(shè)計(jì)針對(duì)低壓氙氣燈的電源啟動(dòng)問題，采用半橋結(jié)構(gòu)并輔以電容限流技術(shù)。通過調(diào)節(jié)VR2可設(shè)定不同的啟動(dòng)電壓，而VR1則用于匹配不同的低壓氙氣燈輸出電流。

該電路輸出兩個(gè)繞組：一個(gè)為主繞組，提供穩(wěn)定的電壓；另一個(gè)為啟動(dòng)繞組，能輸出高啟動(dòng)電壓，并通過串聯(lián)在整流二極管前的電容將啟動(dòng)機(jī)電流限制在一定范圍內(nèi)。在開機(jī)瞬間，輸出電壓依據(jù)輔助繞組的反饋進(jìn)行調(diào)節(jié)，啟動(dòng)繞組電壓被控制在一定水平。一旦氙氣燈啟動(dòng)，電壓將迅速降低至穩(wěn)定水平。

該電路設(shè)計(jì)巧妙，通過串聯(lián)電容的同步啟動(dòng)方法，確保了電路在固定頻率下的穩(wěn)定工作。輸入電壓的小范圍波動(dòng)不會(huì)影響氙氣燈的正常啟動(dòng)與工作。

四、雙路反激輸出穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

這種雙路反激輸出電路設(shè)計(jì)常用于小功率電源領(lǐng)域。為優(yōu)化兩個(gè)繞組的交叉調(diào)整率，需注意若干關(guān)鍵問題。通常將某一電壓設(shè)為采樣反饋端，以應(yīng)對(duì)雙路采樣可能出現(xiàn)的交叉調(diào)整率不佳問題。此外，該方法在處理兩組電壓相差較大的應(yīng)用時(shí)可能不太適用，且會(huì)占用變壓器的一腳。

通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，該電路實(shí)現(xiàn)了雙路反激輸出的穩(wěn)定性。這種設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中除了用于小功率電源領(lǐng)域外，還可以被巧妙地應(yīng)用于功放的正負(fù)輸出電源欠壓式短路電壓保護(hù)控制電路中。

以上設(shè)計(jì)案例涵蓋了LED模擬調(diào)光、電池充電控制、低壓氙氣燈電源啟動(dòng)以及雙路反激輸出穩(wěn)定性等多個(gè)方面，充分展示了電子電路設(shè)計(jì)的多樣性和復(fù)雜性。希望這些案例能為讀者提供有益的參考和啟示。