工程师：利用可变占空比实现LED驱动电路的调光

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

PWM整流器是应用脉宽调制技术发展起来的一种新型电源变流器。其基本原理是通过控制功率开关管的通断状态，使整流器输入电流接近正弦波，并且电流和电压同相位，从而消除大部分电流谐波并使功率因数接近于1。

利用可变占空比(脉宽调制或PWM)的方法，可实现LED驱动电路的调光。PWM方法可充分利用LED的功能，因为电流越大，特定功耗(温度)水平下的LED光输出就越大。

即使可用的控制信号是直流信号，也可以用性能可预测且具良好线性的简单电路实施PWM控制。这个电路由一个双路比较器和一些外部元件组成，采用0~5V控制信号产生500Hz PWM信号，非线性度为2%，占空比可调范围为0~100%(图1)。

图1：这个电路将0~5V直流控制信号转换成PWM信号以驱动LED。

比较器的“B”端被配置为工作在500Hz左右的振荡器。正输入端产生三角波，振幅约为电源电压的1/10。比较器的“A”端对三角波与直流控制信号进行比较，在OUTA端产生PWM信号。

可以通过改变电容C的容值来调节振荡器频率(f)。f=6345/RC，其中R的单位为kΩ，C的单位为μF，f的单位为kHz。为使本例电路的频率为500Hz，取C=0.47μF，R=27kΩ。

图2：PWM占空比与控制电压的关系曲线显示该电路的线性度大约为20%。

图2给出了PWM占空比随直流控制信号电平变化的电路响应。