無影燈是用來照明外科手術部位不行短少的首要設備， 懇求能以最好地查詢處于切斷和體腔中紛歧樣深度、巨細、比照度低的物體。因而， 除需求“ 無影” 以外，還需求光照度均勻、光質好， 可以極好區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作業， 而不散宣布過量的熱， 因為過熱會使手術者不適， 也會使處在外科手術區域中的安排單調。

現在手術燈通常都選用環形節能燈或鹵素燈， 但跟著發光二極管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形節能燈本身存在的先天缺點， 是環形節能燈的晉級換代商品。現在，LED 無影燈的優勝性逐步被顯微鏡運用者所了解和承受， 運用本錢亦較環形節能燈低， 削減了每1~2 個月就需替換環形燈管的費事。

現在， 在技能上已成功處理了大功率LED 的封裝、恒流驅動、散熱以及照度操控等疑問， 可結束無影燈照度的多級調控，調光活絡、便當。LED 無影燈的利益有：

（1） 超卓的寒光作用： 選用新式的LED 寒光源作為手術照明， 是實在寒光源， 醫師頭部和創傷區域簡直無溫升。

（2） 光質好： 白光LED 具有差異于通常手術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， 使得手術中醫師的視覺愈加明晰， 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，這是通常手術用無影燈所不具有的。

（3） 亮度無級調度： 選用數字辦法無級調控LED 的亮度， 操作者可依據本身對亮度的習氣性隨意調度亮度， 使其抵達最為志向的舒服度， 使長時刻作業的雙眼不易發作疲乏感。

（4） 無頻閃： 因為LED 無影燈為純直流供電， 無頻閃， 不易使雙眼發作疲乏感， 亦不會對作業區域的別的設備發作諧波攪擾。

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

（6） 壽數長：LED 無影燈均勻壽數長（35 000 h）， 遠大于環形節能燈（1 500~2 500 h） ， 壽數為節能燈的十倍以上。

（7） 節能環保：LED 具有較高的發光功率， 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 體系構造

1.1 全體構造

因為單個LED 的發光功率不能滿意手術無影燈的光照強度和均勻性的懇求， 因而需求用多個LED 構成陣列， 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 的數量以及散布規矩。

盡管LED 的發光功率高， 發作的熱量少， 可是如此多的LED 在一個密封的箱體內， 仍是會發作很多的熱量， 溫度乃至會高達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 手術無影燈由多個燈頭構成， 成花瓣狀， 固定在平衡臂懸掛體系上， 定位安穩， 能做筆直或循環移動，可滿意手術中紛歧樣高度和視點的需求。悉數無影燈有144 個高亮度白色LED，8 個串聯成一組， 即稱為高亮度發光二極管串HBLEDs（High Brightness Lighting EmittingDiode） ， 以18 組并聯而成。每組彼此獨立， 若有一組損壞， 別的照樣可以持續作業， 所以對手術的影響較小。每組由一個LM3402 獨自進行恒流驅動， 并依據用戶需求，承受一個微處理器（CMU）P89LPC932 的PWM 脈寬調度操控， 可無級調度， 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（ 環境照明、封閉、調亮和調暗按鈕）和8 個LED 指示燈。按下環境照明按鈕， 標明只需腔鏡環境照明， 只留下其間一路的3 個LED 用于照明， 而封閉別的LED 發光二極管串; 按下封閉按鈕， 將停息悉數8 路LED 發光二極管串， 再次按下此按鈕， 則可以回到原照度閃現狀況， 掉電或重啟也可回到設定照度狀況; 調亮和調暗按鈕用于改動無影燈的照度， 對應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 點亮， 無影燈處于關燈狀況時， 最右邊2 個指示LED 點亮。悉數操作信息均是經過RS485 總線傳輸給驅動板MCU。

1.3 驅動板

驅動板是悉數無影燈操控器的基地， 首要由一個MCU P89LPC932 和18 路LM2402 恒流穩壓電路構成，還包括RS485 通訊電路。

P89LPC932 是由飛利浦公司出產的低功耗的MCU，電源電壓3.3 V， 可低功耗作業， 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造， 指令施行時刻只需2~4 個時鐘周期，6 倍于規范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目、電路板面積以及體系的本錢， 內部有2個守時器， 可作為一個具有256 個守時器時鐘周期的PWM 發作器運用。

LM3402 是一款由可控電流源衍生的降壓型穩壓器， 可驅動串聯的大功率、高亮度發光二極管串， 可以承受計劃在6 V~42 V 的輸入電壓。當運用引腳兼容的LM3402HV 時， 輸入電壓的上限可抵達75 V。依據手術對照度的需求， 對改換器的輸出電壓進行調度， 可以堅持經過LED 陣列的安穩電流水平。圖2 為LM3402 的典型運用電路暗示圖， 其間RSNS為電流設定電阻， 均勻電流IF≈0.2/RSNS，RON取值與發光二極管串中的LED 數量有關，8 個LED 時可取值300 kΩ。經查看， 恒流標稱值為250 mA 時（RSNS=0.8 Ω）， 電活不堅決在±20 mA 以內， 徹底可以滿意手術光感懇求。

圖2 LM3402 的典型運用電路。