一種汽車(chē)尾燈和剎車(chē)控制器設計方案

　　LED亮度由一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制，行駛時(shí)變暗，剎車(chē)時(shí)變亮。功能框圖如圖1所示，包括LED驅動(dòng)器/監控器AD8240、PNP調整管和PWM發(fā)生器。AD8240提供一個(gè)恒定電壓，以驅動(dòng)LED燈。它還提供高性?xún)r(jià)比的LED燈監控和短路保護。當電池電壓介于12.5 V與27 V之間時(shí)，輸出穩定在12 V。

　　圖2顯示該PWM發(fā)生器，它由兩個(gè)555定時(shí)器組成。PWM信號控制LED亮度。當PWM輸入為高電平時(shí)，VO開(kāi)啟；當PWM輸入為低電平時(shí)，VO關(guān)閉。AD8240的設計工作頻率最高可達500 Hz，典型占空比范圍為5%至95%。

　　圖2：PWM信號發(fā)生器

　　AD8240提供一種低功耗、低成本、小封裝解決方案。內部電流檢測放大器測量外部分流電阻上的電壓；當電流測量結果降至預設閾值以下時(shí)，表明發(fā)生了LED開(kāi)路情況。當該電流達到外部分流電阻值所設置的電平時(shí)，輸出電壓會(huì )被鎖定，從而限制輸出電流。當檢測放大器輸出超過(guò)5 V時(shí)，內部比較器將導致驅動(dòng)器鎖定輸出電壓。在下一個(gè)PWM周期中，鎖存會(huì )復位。通過(guò)測量檢測放大器輸出，也可以檢測到過(guò)流情況。

　　由于不需要開(kāi)關(guān)設計所需的電感，成本得以進(jìn)一步降低；而且LED燈的工作功耗遠低于白熾燈，因此不需要開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器。

　　LED的開(kāi)關(guān)取決于CMOS兼容型PWM引腳（AD8240引腳3）上的數字電壓。對于簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制，此電壓可以是連續的；對于調光控制，此電壓為PWM。PWM頻率應低于500 Hz，占空比范圍從5%到100%。典型值為5%（行駛時(shí)）和95%（剎車(chē)時(shí)）。圖2中，PWM頻率由R1、R2和定時(shí)器A1的C1決定。脈沖周期為：

　　T = 0.693 （R1 + 2 R2） C1

　　當R1 = 49.9 kΩ、R2= 10 kΩ、C1 = 0.1 μF時(shí)，該周期為4.84 ms，或約為206 Hz。

　　定時(shí)器A2將該信號轉換為脈沖寬度調制信號，后者的占空比由R3、R4、R5和C2決定。脈沖寬度由下式?jīng)Q定：

　　脈沖寬度 = 1.1 RC2

　　其中R等于R5、R3和R5的并聯(lián)電阻或者R4和R5的并聯(lián)電阻，具體取決于開(kāi)關(guān)位置。當R3 = 2.37 kΩ、R4 = 45.7 kΩ、R5 = 42.4 kΩ、C2 = 0.1 μF時(shí)，占空比為5%（開(kāi)關(guān)在位置1）、50%（開(kāi)關(guān)在位置2）或95%（開(kāi)關(guān)在OFF位置）。

　　請注意，LED亮度隨著(zhù)占空比提高而增大。踩下剎車(chē)時(shí)，占空比為95%，LED陣列最亮。正常行駛期間，占空比為5%，LED陣列變暗。兩種工作狀態(tài)共用一個(gè)LED陣列可以降低成本。

　　如果發(fā)生短路或過(guò)載情況，Vsense（引腳1）上的電壓降至0 V，輸出關(guān)斷。此電路將在下一個(gè)PWM周期中復位。如果持續這種情況，AD8240將嘗試把輸出驅動(dòng)至12 V，在每個(gè)PWM周期之后關(guān)斷并重啟。

　　本電路提供了一種利用恒定電壓，僅借助兩條線(xiàn)（電源和接地）驅動(dòng)并監控LED的方法。許多設計使用底盤(pán)或共享接地回路，此時(shí)兩條線(xiàn)可以減為一條線(xiàn)。目前，這些燈由車(chē)身控制ECU（電子控制單元）控制和驅動(dòng)。采用這種恒定電壓架構時(shí)，LED的控制和驅動(dòng)功能仍保留在ECU，僅需做極少的設計修改。