LED光源電源知識

在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，巧妙地選擇合適的照明方式及照明手法，可使難以攝取的圖像一舉成功，并能取得更為優(yōu)質(zhì)的圖像。而在使用機(jī)器視覺LED光源時，一般都提供幾種供電方式可供選擇.

機(jī)器視覺LED光源電源常見的有5V、12V、24V直流電源，功率根據(jù)所用LED的數(shù)量多少而定。通常LED的工作電流在10mA~25mA，特別亮的LED可達(dá)50mA甚至更高，而LED的電壓降一般為1.8V到3.3V，因此通常每個LED上都串聯(lián)一個電阻（分壓電阻），這樣才能保證LED發(fā)光均勻，而且在電壓波動時不易損毀。

由于LED上的電壓降和通過的電流都是恒定的，供電電源的電壓不同時，多余的電壓是串聯(lián)的電阻所承擔(dān)的。例如給一顆1.8V、15mA的LED用24V供電時，需要串聯(lián)1.48KΩ[(24-1.8)/0.015=1480]，此時電阻的功耗是0.015*0.015*1480=0.333W，如果使用多個LED顆粒組合成光源，光源會發(fā)出很高的熱量,這時必須采用風(fēng)扇等強(qiáng)制散熱手段，否則光源的壽命會很短。而同樣的LED使用5V供電時，串聯(lián)電阻R=213Ω，電阻的功耗為0.048W，和24V供電時差了近7倍。這時僅僅靠對流產(chǎn)生的散熱效應(yīng)就足夠了，不必用強(qiáng)制散熱的方法。

既然用低電壓有好處，為什么還使用12V、24V呢？原因很簡單，由于機(jī)器視覺系統(tǒng)用于工業(yè)生產(chǎn)線上，一般24V是標(biāo)準(zhǔn)配置；另外電壓高時，搞干擾能力強(qiáng)，而低壓則對電源和工作環(huán)境提出了更高的要求。是使用恒流源還是恒壓源，環(huán)境溫度有何影響等，均需要考慮。

如果保持穩(wěn)定的供電，那么光源的亮度基本不變，如果供電使用脈沖，脈沖的時間寬度和LED本身的響應(yīng)時間決定了發(fā)光時間，若是這個時間小于相機(jī)快門開啟的時間，那么相機(jī)的曝光程度是由光源發(fā)出的光通量決定的，如果大于快門時間，則由快門決定。

一般情況下，如果需要頻閃光源（時間小于快門速度），傳統(tǒng)上使用普通的照相機(jī)閃光燈，使用LED強(qiáng)度不夠，所以以往針對于LED光源來講，閃光是指光源開啟時間大于快門時間的情況。

此時就需要用到頻閃控制器，通常采用的是超電流的方法，即控制通過LED的電流超出標(biāo)定的值多少倍，而使亮度增加，但是這種高負(fù)荷的工作狀態(tài)由于功率過大，發(fā)熱嚴(yán)重，對光源的壽命影響很大，所以通常通電時間都很短，減少光源的工作時間，以此來延長光源的使用時間。

使用頻閃控制器，可以獲得高亮的光源，可以減少環(huán)境的影響，可以減少快門時間從而減少動態(tài)拍攝時的拖尾現(xiàn)象，而且如果只需要平常的亮度時，可以使用低亮度的LED發(fā)光管，可以降低成本。

但是使用頻閃時，電源的成本會提高，而且同步問題也必須考慮，頻閃控制器可以從外部輸出觸發(fā)信號來觸發(fā)光源，也可以從外部輸出觸發(fā)信號來觸發(fā)頻閃控制器，本身輸出觸發(fā)信號同時觸發(fā)光源與相機(jī)，這樣能達(dá)到光源與相機(jī)觸發(fā)的同步，從而進(jìn)一步確保機(jī)器視覺系統(tǒng)的穩(wěn)定性和檢測精度。