原標題：成就電子電路設計高手(15)，電子電路設計之設計案例介紹(下)

在電子電路設計的領域中，不斷探索與實踐是成為高手的必經(jīng)之路。本文將詳細介紹幾個電子電路設計的高級案例，以期為電子電路設計愛好者及專業(yè)人士提供靈感與參考。

一、采用LED模擬調光的機器視覺辨認系統(tǒng)電路設計

此設計旨在實現(xiàn)高效的LED模擬調光，并滿足機器視覺辨認系統(tǒng)的需求。傳統(tǒng)的開關電源控制芯片提供的模擬調光功能調光比有限，無法滿足高要求的機器視覺系統(tǒng)。因此，該設計對線性恒流電路進行了改進，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. 電路設計：

• 可變降壓電路：使用LM5010降壓芯片搭建，根據(jù)LED顆數(shù)和輸出電流大小動態(tài)調節(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，實現(xiàn)較高的模擬調光比。

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

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芯片內部的開關固定導通一段時間，后關斷265ns或直至FB腳上電壓下降到2.5V以下，通過（R1+R2）/R2·VFB設定最大輸出電壓。

• 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過大。

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

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

二、三段式鉛酸電池充電控制器電路設計

這種三段式鉛酸電池充電控制器電路設計簡單而實用，為鉛酸電池的充電管理提供了有效的解決方案。通過合理的設計和優(yōu)化，該電路能夠實現(xiàn)對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，進而發(fā)揮限流作用。同時，引入R3電阻對輸出電壓進行補償，確保穩(wěn)壓功能的同時實現(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電路設計

此電路設計針對低壓氙氣燈的電源啟動問題，采用半橋結構并輔以電容限流技術。通過調節(jié)VR2可設定不同的啟動電壓，而VR1則用于匹配不同的低壓氙氣燈輸出電流。

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

該電路設計巧妙，通過串聯(lián)電容的同步啟動方法，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不會影響氙氣燈的正常啟動與工作。

四、雙路反激輸出穩(wěn)定性設計

這種雙路反激輸出電路設計常用于小功率電源領域。為優(yōu)化兩個繞組的交叉調整率，需注意若干關鍵問題。通常將某一電壓設為采樣反饋端，以應對雙路采樣可能出現(xiàn)的交叉調整率不佳問題。此外，該方法在處理兩組電壓相差較大的應用時可能不太適用，且會占用變壓器的一腳。

通過優(yōu)化設計，該電路實現(xiàn)了雙路反激輸出的穩(wěn)定性。這種設計在實際應用中除了用于小功率電源領域外，還可以被巧妙地應用于功放的正負輸出電源欠壓式短路電壓保護控制電路中。

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