利用直流电压实现高亮LED的PWM调光－汽车设计与制造资讯-造车网

因为滞后控制器便宜，可简化照明设计，而且无需补偿网络，因此它们非常适合驱动HBLED。滞后控制器通常不同占空比的脉宽调制(PWM)输入使能一串可变脉冲来提供变暗功能。但是，在转换传统的照明系统时，存在一个问题：很多调光器提供的是1-10V直流电信号，而不是PWM信号。同时，为了提高HBLED的使用寿命，控制器需要提供基于温度的反馈电流。

把直流电压转换成PWM信号比较简单。在比较器中，一端输入直流电压，另一端输入三角波信号，在输出端就可得到PWM信号。但是当试图使得三角波和控制电压相关时，一个令人头痛的事情出现了。我们希望在占空比和控制电压之间存在线性关系：控制电压最小时占空比为0%，而控制电压最大时占空比为100%。

图1电路中包括：滞后控制器U1(MAX16820)；相关的功率元件，以及基于四运算放大器的控制电路，U2(MAX16820)。U1使用24V电源，电感L1，晶体管Q1和二极管D1，驱动5个HBLED。感测电阻R1把电流控制在0.5A。电流检测电压低于190mV的时候U1开启Q1，高于210mV的时候，U1关闭Q1。

滞后控制器没有时钟并且无需外部补偿。U1还提供了一个5V调节电压给PWM转换电路。图2给出的是低占空比的脉冲对应的电流感应波形。

在转换控制电压为PWM信号时的困难是如何设置三角波的峰谷电压和相应的控制电压(VCNTL)的最大最小值相匹配。两个U2的运算放大器产生三角波，在由R7-R8 分压控制的高电平和由R7-R8并联R9形成的分压控制的低电平之间振荡。 U2的输出是占空比为50%方波。设置U2b+等于VCC/2，使U2b输出为方波的积分值，产生了一个对称并且线性的三角波。R10和C4设置输入频率。

使三角波的最低点为0V比较困难，因为U2b输出会有至少60mV的电压突变情况，因此我们选择最低点为250mv，峰峰值为2V。VCNTL范围为从0至10V，R12-R13分VCNTL为5，这就限制了减少的控制电压值：VRED到2.0V，从而匹配了三角波的峰值电压。

通过比较三角波信号和VRED，U2d产生一串PWM脉冲信号。该三角波最小值是250毫伏，因此，在VCNTL信号达到1.25V之前PWM信号一直为0%。这一过程会产生一个小的偏移误差，并且在VCNTL值比较小的时候特别明显，但它同时也有保证闭合位置的优点。图3显示三角波如何将分解的控制电压转换成为一个脉宽调制波形。

运算放大器U2c提供基于温度的电流反馈。R4-R5-R6分压器提供1.5V的电压给U2c的放大器输入端，这几乎等于一二极管压降到三角波的峰峰值(2V)以下。热敏电阻R2(负温度系数的电阻)在25°C时大概是100K，但当到50°C时，阻值降低到33K。此时，R2-R3分压器产生一1.5v电压，此电压是U2c的正负极性临界点，而且所有输出端都是1.5V，并且将会通过D2拉低VRED。

70°C时，R2降低到15.5k，运算放大器输出值降到1.0V，上拉VRED到1.6V左右。这一过程通过在70°C时限制最大占空比到80%,得到期望的电流反馈值。简单的改动电阻值，就可使电路适应不同的VCNTL范围，并且得到不同的温度反馈特性。

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