無影燈是用來照明外科手術(shù)部位不行短少的首要設(shè)備， 懇求能以最好地查詢處于切斷和體腔中紛歧樣深度、巨細(xì)、比照度低的物體。因而， 除需求“ 無影” 以外，還需求光照度均勻、光質(zhì)好， 可以極好區(qū)域別血液與人體別的安排、臟器的色差。此外， 無影燈還須能長時刻地持續(xù)作業(yè)， 而不散宣布過量的熱， 因?yàn)檫^熱會使手術(shù)者不適， 也會使處在外科手術(shù)區(qū)域中的安排單調(diào)。

現(xiàn)在手術(shù)燈通常都選用環(huán)形節(jié)能燈或鹵素?zé)簦?但跟著發(fā)光二極管LED 技能的不斷翻開， 分外是高亮度白光LED 的翻開，LED 無影燈徹底處理了環(huán)形節(jié)能燈本身存在的先天缺點(diǎn)， 是環(huán)形節(jié)能燈的晉級換代商品?，F(xiàn)在，LED 無影燈的優(yōu)勝性逐步被顯微鏡運(yùn)用者所了解和承受， 運(yùn)用本錢亦較環(huán)形節(jié)能燈低， 削減了每1~2 個月就需替換環(huán)形燈管的費(fèi)事。

現(xiàn)在， 在技能上已成功處理了大功率LED 的封裝、恒流驅(qū)動、散熱以及照度操控等疑問， 可結(jié)束無影燈照度的多級調(diào)控，調(diào)光活絡(luò)、便當(dāng)。LED 無影燈的利益有：

（1） 超卓的寒光作用： 選用新式的LED 寒光源作為手術(shù)照明， 是實(shí)在寒光源， 醫(yī)師頭部和創(chuàng)傷區(qū)域簡直無溫升。

（2） 光質(zhì)好： 白光LED 具有差異于通常手術(shù)用無影燈火源的色品特征， 可以添加血液與人體別的安排、臟器的色差， 使得手術(shù)中醫(yī)師的視覺愈加明晰， 在活動、浸透的血液中人體的各個安排、臟器更簡略被差異出來，這是通常手術(shù)用無影燈所不具有的。

（3） 亮度無級調(diào)度： 選用數(shù)字辦法無級調(diào)控LED 的亮度， 操作者可依據(jù)本身對亮度的習(xí)氣性隨意調(diào)度亮度， 使其抵達(dá)最為志向的舒服度， 使長時刻作業(yè)的雙眼不易發(fā)作疲乏感。

（4） 無頻閃： 因?yàn)長ED 無影燈為純直流供電， 無頻閃， 不易使雙眼發(fā)作疲乏感， 亦不會對作業(yè)區(qū)域的別的設(shè)備發(fā)作諧波攪擾。

（5） 光照度均勻： 選用分外的光學(xué)體系，360°均勻照耀在被查詢物體上， 無虛影發(fā)作， 明晰度高。

（6） 壽數(shù)長：LED 無影燈均勻壽數(shù)長（35 000 h）， 遠(yuǎn)大于環(huán)形節(jié)能燈（1 500~2 500 h） ， 壽數(shù)為節(jié)能燈的十倍以上。

（7） 節(jié)能環(huán)保：LED 具有較高的發(fā)光功率， 耐沖擊，不易破碎、無汞污染， 且其宣布的光不含紅外和紫外成分的輻射污染。

1 體系構(gòu)造

1.1 全體構(gòu)造

因?yàn)閱蝹€LED 的發(fā)光功率不能滿意手術(shù)無影燈的光照強(qiáng)度和均勻性的懇求， 因而需求用多個LED 構(gòu)成陣列， 并懇求擺放合理， 散布均勻， 使得每個政策平面的光照度契合懇求， 以此來抉擇LED 的數(shù)量以及散布規(guī)矩。

盡管LED 的發(fā)光功率高， 發(fā)作的熱量少， 可是如此多的LED 在一個密封的箱體內(nèi)， 仍是會發(fā)作很多的熱量， 溫度乃至?xí)哌_(dá)60℃~80℃， 所以有必要合理計劃散熱器以及散熱通道， 以有用地下降體系熱阻。

LED 手術(shù)無影燈由多個燈頭構(gòu)成， 成花瓣?duì)睿?固定在平衡臂懸掛體系上， 定位安穩(wěn)， 能做筆直或循環(huán)移動，可滿意手術(shù)中紛歧樣高度和視點(diǎn)的需求。悉數(shù)無影燈有144 個高亮度白色LED，8 個串聯(lián)成一組， 即稱為高亮度發(fā)光二極管串HBLEDs（High Brightness Lighting EmittingDiode） ， 以18 組并聯(lián)而成。每組彼此獨(dú)立， 若有一組損壞， 別的照樣可以持續(xù)作業(yè)， 所以對手術(shù)的影響較小。每組由一個LM3402 獨(dú)自進(jìn)行恒流驅(qū)動， 并依據(jù)用戶需求，承受一個微處理器（CMU）P89LPC932 的PWM 脈寬調(diào)度操控， 可無級調(diào)度， 流過每個LED 的電流約為120 ~320 mA。LED 無影燈電氣原理圖如圖1 所示。

圖1 LED 無影燈電氣原理圖。

1.2 操作面板

操作面板上有4 個按鈕（ 環(huán)境照明、封閉、調(diào)亮和調(diào)暗按鈕）和8 個LED 指示燈。按下環(huán)境照明按鈕， 標(biāo)明只需腔鏡環(huán)境照明， 只留下其間一路的3 個LED 用于照明， 而封閉別的LED 發(fā)光二極管串; 按下封閉按鈕， 將停息悉數(shù)8 路LED 發(fā)光二極管串， 再次按下此按鈕， 則可以回到原照度閃現(xiàn)狀況， 掉電或重啟也可回到設(shè)定照度狀況; 調(diào)亮和調(diào)暗按鈕用于改動無影燈的照度， 對應(yīng)8 個指示燈， 指示8 擋亮度， 從左到右每添加一擋就添加一個指示LED 點(diǎn)亮， 無影燈處于關(guān)燈狀況時， 最右邊2 個指示LED 點(diǎn)亮。悉數(shù)操作信息均是經(jīng)過RS485 總線傳輸給驅(qū)動板MCU。

1.3 驅(qū)動板

驅(qū)動板是悉數(shù)無影燈操控器的基地， 首要由一個MCU P89LPC932 和18 路LM2402 恒流穩(wěn)壓電路構(gòu)成，還包括RS485 通訊電路。

P89LPC932 是由飛利浦公司出產(chǎn)的低功耗的MCU，電源電壓3.3 V， 可低功耗作業(yè)， 適宜于很多懇求高集成度、低本錢的場合， 可以滿意多方面的功用懇求。

P89LPC932 選用了高功用的處理器構(gòu)造， 指令施行時刻只需2~4 個時鐘周期，6 倍于規(guī)范80C51 器材。此外，P89LPC932 還集成了很多體系級的功用， 這么可大大削減元件的數(shù)目、電路板面積以及體系的本錢， 內(nèi)部有2個守時器， 可作為一個具有256 個守時器時鐘周期的PWM 發(fā)作器運(yùn)用。

LM3402 是一款由可控電流源衍生的降壓型穩(wěn)壓器， 可驅(qū)動串聯(lián)的大功率、高亮度發(fā)光二極管串， 可以承受計劃在6 V~42 V 的輸入電壓。當(dāng)運(yùn)用引腳兼容的LM3402HV 時， 輸入電壓的上限可抵達(dá)75 V。依據(jù)手術(shù)對照度的需求， 對改換器的輸出電壓進(jìn)行調(diào)度， 可以堅(jiān)持經(jīng)過LED 陣列的安穩(wěn)電流水平。圖2 為LM3402 的典型運(yùn)用電路暗示圖， 其間RSNS為電流設(shè)定電阻， 均勻電流IF≈0.2/RSNS，RON取值與發(fā)光二極管串中的LED 數(shù)量有關(guān)，8 個LED 時可取值300 kΩ。經(jīng)查看， 恒流標(biāo)稱值為250 mA 時（RSNS=0.8 Ω）， 電活不堅(jiān)決在±20 mA 以內(nèi)， 徹底可以滿意手術(shù)光感懇求。

圖2 LM3402 的典型運(yùn)用電路。