工程師：利用可變占空比實現LED驅動電路的調光

脈沖寬度調制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調制，是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。

PWM整流器是應用脈寬調制技術發展起來的一種新型電源變流器。其基本原理是通過控制功率開關管的通斷狀態，使整流器輸入電流接近正弦波，并且電流和電壓同相位，從而消除大部分電流諧波并使功率因數接近于1。

利用可變占空比(脈寬調制或PWM)的方法，可實現LED驅動電路的調光。PWM方法可充分利用LED的功能，因為電流越大，特定功耗(溫度)水平下的LED光輸出就越大。

即使可用的控制信號是直流信號，也可以用性能可預測且具良好線性的簡單電路實施PWM控制。這個電路由一個雙路比較器和一些外部元件組成，采用0~5V控制信號產生500Hz PWM信號，非線性度為2%，占空比可調范圍為0~100%(圖1)。

圖1：這個電路將0~5V直流控制信號轉換成PWM信號以驅動LED。

比較器的“B”端被配置為工作在500Hz左右的振蕩器。正輸入端產生三角波，振幅約為電源電壓的1/10。比較器的“A”端對三角波與直流控制信號進行比較，在OUTA端產生PWM信號。可以通過改變電容C的容值來調節振蕩器頻率(f)。f=6345/RC，其中R的單位為kΩ，C的單位為μF，f的單位為kHz。為使本例電路的頻率為500Hz，取C=0.47μF，R=27kΩ。

圖2：PWM占空比與控制電壓的關系曲線顯示該電路的線性度大約為20%。

圖2給出了PWM占空比隨直流控制信號電平變化的電路響應。