本文以一個555定時器為主要器件構(gòu)成電壓調(diào)節(jié)電路,用來控制一個或多個白光LED.定時器IC1與R1、R2、C2構(gòu)成了可復(fù)位非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器.  
  首次輸入電壓VS后,D1將使存儲電容器C1充電直到其電壓略低于VS.最初,晶體管Q2處于截止?fàn)顟B(tài),IC1的復(fù)位輸入為高電平,輸出端(OUTPUT)為高電平,以讓電流能經(jīng)過R1給C2充電.
  這段時間內(nèi),R4拉動放電端(DISCHARGE)導(dǎo)通晶體管Q1,電感L1中的電流IL開始斜線增大.由于Q1飽和,因此D3和LED都處于反向偏壓狀態(tài).  
  當(dāng)C2的電壓超過IC1中管腳6的極限電壓(THRESHOLD)時,輸出端(OUTPUT)與放電端(DISCHARGE)都變?yōu)榈碗娖?Q1截止.所產(chǎn)生的反電動勢越過L1,使LED的陽極電壓瞬間升高到VA,VA大于VS,因此LED被點亮.這時,二極管D3處于正向偏壓狀態(tài),并拉動IC1的輸入電壓V+直到比VS高2~4V.  
  然后,C2立刻經(jīng)由晶體管D2和電阻R2迅速放電,準(zhǔn)備好下一個循環(huán).倘若恰當(dāng)選擇R5和R6的阻值,在LED復(fù)位輸入的同時Q2導(dǎo)通.當(dāng)L1儲存的能量耗盡的時候,LED和晶體管D3再次進入反向偏壓狀態(tài),VA減小到一個較低的水平.Q2立刻關(guān)斷,允許IC1開始另一個循環(huán),C2再次開始經(jīng)由R1充電.該過程每秒鐘重復(fù)數(shù)千次,因此LED能夠被持續(xù)點亮.  
  本電路利用三個“竅門”來優(yōu)化性能.第一,晶體管D3的自增益能夠提高定時器的輸入電壓,即使在VS降到1V以下時,電路也能繼續(xù)正常工作.此外,它經(jīng)由R4為Q1提供增強的基極驅(qū)動.  
第二,經(jīng)由Q2的反饋確保了在L1的能量耗盡時,新的循環(huán)能夠開始,從而使LED的平均電流最大化.  
  第三,Q1不是由定時器輸出端,而是由定時器漏極的放電終端來驅(qū)動的,因此基極驅(qū)動不依賴于555定時器輸出終端的電流源性能.  
  晶體管Q1必須是低飽和型,其驅(qū)動時間為tON:tON= K×R1×C2  
  其中K是一個常量,由實際使用的555定時器類型決定.  
  LED的峰值電流大約等于最大感應(yīng)電流I L(MAX),這里:IL(MAX)= [(VS-VCE(SAT))/L1] × tON如果Q1的飽和電壓較低,例如低于50mV,則VCE(SAT)可忽略,上式簡化為:I L(MAX)=( VS/L1) ×tON  
  因此,對于一個特定的VS值,通過選擇R1、C2和L1的值可以得到IL(MAX)的最大值,從而在不超過峰值電流額定值的情況下使LED達到最大亮度.  
  必須適當(dāng)選擇電阻R5和R6,以確保在VA=VS時Q2被關(guān)斷(在首次激勵的情況下),在LED正向偏壓(VA>VS)時被導(dǎo)通.Q2本身必須是高電流增益的小信號器件.  
  為了達到高效率、低電壓工作模式,必須使用CMOS定時器,例如Intersil公司的ICM7555或者TI的TLC555.這些類型的定時器都有在2.0V低電壓下運行的特殊功能.此外,它們的內(nèi)部放電晶體管能夠使管腳7的電壓降至100mV甚至更低,從而確保Q1被完全關(guān)斷.  
  在一個測試電路,IC1使用TLC555,Q1 = ZTX649、Q2 = BC546、L1 = 100 μH、 R5 = 56 kΩ、 R6=10kΩ,該電路能夠在VS等于1.0V的低電壓下啟動.這個電路能使Lumileds(www.lumileds.com)的白光LED達到最好的亮度.  
  晶體管Q1的上升時間(tON)大約為20 μs,使得在VS =1.5 V時峰值感應(yīng)電流大約為300 mA.但是改變C2、R1或者C2、R1、L1的值就可以改變峰值感應(yīng)電流,使用ICM7555也能達到相同的性能,盡管其最低導(dǎo)通電壓會略高于1.2V.  
  這個電路對單個LED應(yīng)用非常理想,因為即使輸入電壓低于1.0 V,它仍能使LED保持足夠的亮度.當(dāng)然,可以把兩個或者更多LED串聯(lián)在一起,盡管其亮度會相應(yīng)降低.