可實(shí)現非線(xiàn)性光亮度控制的線(xiàn)性電位器
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作者：Stephan Goldstein,Analog Devices#BSD# Wilmington#B
時(shí)間：2005-09-09
來(lái)源：EDN電子設計技術(shù)
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可實(shí)現非線(xiàn)性光亮度控制的線(xiàn)性電位器
人眼對光亮度很高的非線(xiàn)性響應會(huì )給可調照明設計者帶來(lái)問(wèn)題。簡(jiǎn)單的硬件或軟件線(xiàn)性控制方法將大部分視在亮度變化壓縮到調整范圍的一個(gè)較小部分內，因此需要有很強的非線(xiàn)性控制特性。這種非線(xiàn)性控制特性將亮度調整擴展到一個(gè)較寬范圍內，提供一種更為自然的感覺(jué)。本設計實(shí)例介紹如何用一個(gè)廉價(jià)線(xiàn)性電位器來(lái)開(kāi)發(fā)一種令人滿(mǎn)意的硬件技術(shù)。在暗室實(shí)驗中，由于有固定的屏障遮蔽安全燈，因此房間的一個(gè)角落很暗。利用從廢料箱中檢到的廢棄元件，您可以組裝一個(gè)簡(jiǎn)單的紅色LED輔助安全燈，如果燈亮度可調，您還可以調整燈的亮度并減少打印紙生霧的風(fēng)險。但這種情況下的實(shí)驗缺少音帶密集度控制電位器，并可能需要買(mǎi)一個(gè)。
圖1示出了該技術(shù)的一種簡(jiǎn)化版本。與二極管相連的晶體管Q1與一個(gè)AD589 1.235V參考IC1，在節點(diǎn)A上產(chǎn)生一個(gè)1.235V+VBE(Q1) 的參考電壓。連接于節點(diǎn)A與Q2發(fā)射極之間的線(xiàn)性電位器R2及電阻器R3，使Q2發(fā)射極與集電極電流按1.235V/(R2+R3) 規率變化。此關(guān)系并不十分精確，因為Q1與Q2的VBE電壓會(huì )隨著(zhù)您調節電位器而略微變化，但實(shí)際上這種非線(xiàn)性（假如為非對數）特性工作得很好。
圖1示出了該技術(shù)的一種簡(jiǎn)化版本。與二極管相連的晶體管Q1與一個(gè)AD589 1.235V參考IC1，在節點(diǎn)A上產(chǎn)生一個(gè)1.235V+VBE(Q1) 的參考電壓。連接于節點(diǎn)A與Q2發(fā)射極之間的線(xiàn)性電位器R2及電阻器R3，使Q2發(fā)射極與集電極電流按1.235V/(R2+R3) 規率變化。此關(guān)系并不十分精確，因為Q1與Q2的VBE電壓會(huì )隨著(zhù)您調節電位器而略微變化，但實(shí)際上這種非線(xiàn)性（假如為非對數）特性工作得很好。
晶體管Q2的集電極電流會(huì )在R4兩端產(chǎn)生一個(gè)控制電壓，由于Q2總是在接近飽和狀態(tài)下工作，因此元件會(huì )將Q2的集電極－基極正向偏壓限制在可接受的200 mV上。當您為了獲得最大亮度將R2設置在其最小阻值上時(shí)，電阻器R3會(huì )限制LED電流，而當您將R2設置在其最大阻值上以獲取最小亮度時(shí)，則R1會(huì )限制通過(guò)IC1的電流。
在Q2集電極上產(chǎn)生的參考電壓，驅動(dòng)由一個(gè)AD8031滿(mǎn)擺幅運放IC2、一個(gè)IRFD010低功耗MOSFET Q3、R5、R6及C2組成的標準集成伺服放大器。該伺服放大器將流過(guò)R5的電流設置為R4/R5乘以流過(guò)R4的電流。電阻器R7隔離Q3柵極電容以避免負載引起IC2不穩定。一個(gè)12V直流塊為電路提供電源，并允許每串使用4個(gè)LED，每串LED兩端的總壓降約為8V。為避免電流擾亂并為每個(gè)串聯(lián)LED提供最大大約為20 mA的電流，電阻器R8通過(guò)R11將Q3的漏極電流一分為四，每個(gè)電阻器上的壓降為1V，以使Q3能支持3V的漏－源電壓及大約250mW的功耗。如果您增加LED的數量或電源電壓，則您可能需要用一個(gè)功耗更高的MOSFET來(lái)代替Q3。
在Q2集電極上產(chǎn)生的參考電壓，驅動(dòng)由一個(gè)AD8031滿(mǎn)擺幅運放IC2、一個(gè)IRFD010低功耗MOSFET Q3、R5、R6及C2組成的標準集成伺服放大器。該伺服放大器將流過(guò)R5的電流設置為R4/R5乘以流過(guò)R4的電流。電阻器R7隔離Q3柵極電容以避免負載引起IC2不穩定。一個(gè)12V直流塊為電路提供電源，并允許每串使用4個(gè)LED，每串LED兩端的總壓降約為8V。為避免電流擾亂并為每個(gè)串聯(lián)LED提供最大大約為20 mA的電流，電阻器R8通過(guò)R11將Q3的漏極電流一分為四，每個(gè)電阻器上的壓降為1V，以使Q3能支持3V的漏－源電壓及大約250mW的功耗。如果您增加LED的數量或電源電壓，則您可能需要用一個(gè)功耗更高的MOSFET來(lái)代替Q3。
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