放假无聊DIY运算放大器PWM可调光LED台灯，工作原理解释（附带Felo/Wiha螺丝刀显摆）|创意DIY

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只看楼主倒序阅读我要置顶楼主发表于: 2018-03-18

上个星期大学放假一个星期，总感觉不能闲着没事干，于是乎就想把手里的LED台灯改成PWM可调光的。

在论坛里也看到之前有很多大神做的LED可调光台灯，比如说这些：
灯神的：
手把手跟我一起打造高显指无频闪的可调光LED学习台灯！附光电参数、照度测试。
|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1962546&fpage=6

全球首创手工打造，互联星空牌三色可调台灯
|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1155107&fpage=7

创意DIY没有创意怎么行，独创折叠平板台灯
|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1146883&fpage=9

移花接木改造双鸟LED台灯，增加调光功能
|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=908849&fpage=10

DIY锂电可调光LED台灯
|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=49967&fpage=11

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PWM电路以前用555做过，调整占空比的同时频率也会跟着变；这次的目的之一就是用运算放大器做一个“正宗”的PWM电路。
另一个目的就是学习并实践运放的基本用法，毕竟大学选的是电气工程，多少都有点关系

这里是德仪的运放学习手册，作为入门学习个人认为不错，不过都是英文的，链接：
http://www.ti.com/lit/an/sboa092b/sboa092b.pdf

这个貌似也不错，比上面的长但也更全：
http://web.mit.edu/6.101/www/reference/op_amps_everyone.pdf

Google了半天，找到了TI德仪和Maxim美信的PWM设计文章。我觉得德仪的文章比美信的详细多了，所以就花了几天研究研究把电路搭出来。

德仪的PWM设计文章下载链接（文章slau508）：http://www.ti.com/tool/cn/TIPD108
(网站页面提供中文，但是文章是英文的，不过这个文章不难懂)

德仪的这篇文章详细介绍了如何设计通用PWM信号发生器，但是没有解释运放是怎样工作的（三角波发生器中的积分器还有施密特触发器）
为了搞清积分器的工作原理，又去Google了一把，发现这个文章较为通俗的解释了工作原理：
https://www.ece.utah.edu/eceCTools/ECE1250/ECE1250_Lab04_OpAmp_PWM.pdf

TI的原理图

可见电路有三部分组成，误差放大器，三角波放大器，还有输出比较器。由于这个电路只是用于台灯，所以我直接省略了误差放大器。它的作用就是加入负反馈和加入直流分量，提高输出信号的稳定性（放大器直接控制输出信号，不受电源电压波动影响）。

这里就以我的理解解释下三角波放大器的工作原理，如果有误请各位大神指出！

REF为比较器和积分器的参考电压，这里是6v，电源电压12v，2个10k电阻分压得。

假定左边的运放在一开始输出为高，那么电容C1通过电阻R7充电，但是因为运放输入端阻抗假设为无穷大，所以右边的运放只能通过拉低输出端到地使得输出端电压以恒定速率下降到地电位；当右运放输出降到地电位时，因为R6与R5的分压，第一个运放的同相输入端电压略低于电源电压的一半，其输出由高转为低；此时电容通过R7反向放电，第二个运放为了使两输入端电压一致，其输出变为高使其电压以恒速上升并给电容放电；当第二个运放的输出端电压达到约电源电压时，因为电阻R6和R5分压，第一个运放的同相输入端电压高于反向端，其输出变为低，电路完成一个周期。

把三角波接入输出比较器的反向端，调整电压输入同相端，当同相端电压高于三角波电压是，比较器输出为高，反之同理。

红色为输入电压，蓝色三角波，绿色输出方波。

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先看看我之前用亚克力做的山寨台灯

四个1W灯珠

1W灯珠，坛子里估计每人都有一大把

输入输出还有开关

这个台灯用久了发现远远不够亮，而且3个7135并联输出1A就算有散热片发热还是很大，感觉效率很低。
所以去超市10刀买了个LED台灯，不可调光

很干净，就一个开关，侧面有USB输出，声称有1A输出，后面拆开看看有没有

120V输入，美帝的市电电压；浙江制造，不远千里来到了美帝
这玩意还有ETL认证，不过代表不了什么，华强北随便一个还有UL认证呢

电源线倒是很足料，看来过ETL认证还是有可能的，这线可以留着别的地方用

拆开，可以看见电源线还是挺粗的，磁铁试过，不是铜包铝
所有线为了降低成本都是压接的

开关看起来挺足料的

USB电源，看变压器的尺寸，1A应该是没问题；USB母座妥妥是铁的

楼下继续…………未完待续

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sonj	M币 +20	謝謝分享	2018-12-20
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cushion	M币 +20	你這燈色怎麼那麼藍啊？	2018-08-02
骑着狗溜达	M币 +20	原創內容	2018-07-11
bzx8086	M币 +20	謝謝分享	2018-05-05