中心議題：

• 汽車尾燈和刹車控製器設計分析

解決方案：

• 利用PWM信號發生器
• 采用AD8240的開關驅動器

現在
，尾燈已廣泛使用紅色LED。雖然成本依舊是個問題，不過安全、環保和款式靈活多樣等因素都傾向於采用LED。最受歡迎的應用之一是中央刹車燈。本設計構想展示了尾燈和刹車燈使用同一LED陣列的方法。

LED（發光二極管）亮度 一般用發光強度（Luminous Intensity）表示，單位是坎德拉cd；1000ucd（微坎德拉）=1 mcd（毫坎德 拉）， 1000mcd=1 cd。室內用單隻LED的光強一般為500ucd-50 mcd，而戶外用單隻LED的光強一般應為100 mcd-1000 mcd，甚至1000 mcd以上。

圖2顯示該PWM發生器，它由兩個555定時器組成。PWM信號控製LED亮度。當PWM輸入為高電平時
，VO開啟；當PWM輸入為低電平時，VO關閉。
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PWM信號發生器1.輸入電源電壓AC220V±10%2.兩路獨立PWM信號輸出

，空載時頻率輸出波動≤0.01Hz、占空比輸出波動≤0.01%，達到穩定輸出時間≤0.5s3.頻率在0~9999Hz範圍內連續可調
，精度0.1％，0~999.9Hz偏差±0.1Hz，1000~9999Hz偏差±0.5Hz。4.高低電平分別連續可調，低電平範圍0~15V，高電平範圍1~30V；上升/下降沿時間≤18ns。5.占空比在0.1~99.9％範圍內連續可調
，精度0.1％，偏差±0.01％。6.每路輸出分10步運行，可以通過設置每步的具體參數，來選擇自己需要的頻率和占空比。7.結構采用臥式箱體，材料使用鋁合金，噴塗米黃色漆，防護等級IP54。8.信號發生器額定輸出電流：200mA。9.配置標準RS232通訊（有上位機軟件），通過上位機對其進行操作。10.單機通過含20個鍵的小鍵盤操作
，操作簡單。

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
，表明發生了LED開路情況。當檢測放大器輸出超過5 V時，內部比較器將導致驅動器鎖定輸出電壓。在下一個PWM周期中

，鎖存會複位。通過測量檢測放大器輸出
，也可以檢測到過流情況。

由於不需要開關設計所需的電感，成本得以進一步降低；而且LED燈的工作功耗遠低於白熾燈，因此不需要開關驅動器。

LED的開關取決於CMOS兼容型PWM引腳（AD8240引腳3）上的數字電壓。對於簡單的開關控製

，此電壓可以是連續的；對於調光控製，此電壓為PWM。PWM頻率應低於500 Hz
，占空比範圍從5%到100%。典型值為5%（行駛時）和95%（刹車時）。圖2中
，PWM頻率由R1、R2和定時器A1的C1決定。脈衝周期為：

T = 0.693 （R1 + 2 R2） C1

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

定時器A2將該信號轉換為脈衝寬度調製信號，後者的占空比由R3
、R4、R5和C2決定。脈衝寬度由下式決定：

脈衝寬度 = 1.1 RC2

其中R等於R5、R3和R5的並聯電阻或者R4和R5的並聯電阻
，具體取決於開關位置。當R3 = 2.37 kΩ、R4 = 45.7 kΩ

、R5 = 42.4 kΩ、C2 = 0.1 μF時，占空比為5%（開關在位置1）、50%（開關在位置2）或95%（開關在OFF位置）。

本電路提供了一種利用恒定電壓
，僅借助兩條線（電源和接地）驅動並監控LED的方法。許多設計使用底盤或共享接地回路
，此時兩條線可以減為一條線。目前，這些燈由車身控製ECU（電子控製單元）控製和驅動。

請注意
，LED亮度隨著占空比提高而增大。踩下刹車時

，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。兩種工作狀態共用一個LED陣列可以降低成本。

如果發生短路或過載情況，Vsense（引腳1）上的電壓降至0 V
，輸出關斷。此電路將在下一個PWM周期中複位。如果持續這種情況
，AD8240將嚐試把輸出驅動至12 V，在每個PWM周期之後關斷並重啟。采用這種恒定電壓架構時，LED的控製和驅動功能仍保留在ECU
，僅需做極少的設計修改，LED隨著的社會的進步，將大大的被人們接受
，進入人們的日常生活。

總結

本文通過對汽車尾燈和刹車控製器設計分析和研究，我們學習了LED的新應用技術，細心發現的讀者們從中會汲取到LEDJ技術的精華知識，相信對他們有巨大的借鑒作用。