基于BTS629的自動調(diào)光裝置的設(shè)計實現(xiàn)

摘 要：為了實現(xiàn)自動調(diào)光，簡要分析BTS629電路，并采用脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)對照明燈具及LED的功率進行連續(xù)控制以實現(xiàn)自動調(diào)光的工作原理。應(yīng)用該IC芯片和光敏電阻設(shè)計了能夠實現(xiàn)燈光自動調(diào)節(jié)的電路，并通過實測光敏電阻參數(shù)給出調(diào)光比較電位設(shè)計的方法。該裝置可廣泛應(yīng)用于建筑、街道、汽車等照明應(yīng)用場合，節(jié)能效果顯著。
關(guān)鍵詞：節(jié)能；交通事故；自動調(diào)光；脈寬調(diào)制；BTS629

0 引 言
在世界能源越來越匱乏的今天，節(jié)能顯得尤為重要。如果建筑物內(nèi)照明燈具、街道路燈、汽車行駛照明燈等照明系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境自然光照強度自動調(diào)節(jié)其功率，則將會帶來巨大的節(jié)能效益。例如，當(dāng)環(huán)境自然光強烈時減小燈具的功率；當(dāng)光強較弱時增大其功率。然而，若依靠人工實現(xiàn)這種調(diào)節(jié)將會帶來增加人力成本，調(diào)節(jié)滯后，不夠精確靈敏等諸多不便。另外，在汽車燈光照明應(yīng)用中，駕駛員在行駛中開關(guān)汽車行駛照明燈，容易使注意力分散而造成道路交通事故。為此，在建筑、街道、汽車等的照明系統(tǒng)中采用自動調(diào)光技術(shù)既能節(jié)約大量能源，又可以減少人力投人，快捷靈敏，尤其在汽車上得到應(yīng)用可使駕駛員集中注意力，從而利于避免交通事故的發(fā)生。

1 BTS629集成IC的自動調(diào)光工作原理
BTS629是西門子公司研制生產(chǎn)的一款采用脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)對照明燈具及LED的功率進行連續(xù)控制的集成電路，具有欠壓、過壓自動停機，過載及溫度超限自動保護，靜電泄放(ESD)及射頻干擾(RFI)最小化功能特點；控制應(yīng)用外圍電路簡單容易操作，特別適合于燈光自動調(diào)節(jié)的應(yīng)用需求。 BTS629的自動調(diào)光應(yīng)用原理框圖如圖1所示。

內(nèi)部主要包括時鐘發(fā)生器、脈寬比較器、邏輯電路、限流電路和電力場效應(yīng)晶體管(P-MOSFET)，輔助部分有過／欠壓檢測(Over／Under Voltage Detection)、過壓保護(Overvoltage Protection)、溫度檢測和用于輸出參考電壓的電壓調(diào)節(jié)模塊。時鐘波形序列和由IC外部提供的比較電壓VC(PIN2腳)輸入脈寬比較器，經(jīng)過脈寬調(diào)制產(chǎn)生與輸入比較電壓VC保持同步變化的等幅不等寬脈沖序列，即PWM波。該PWM波與過／欠壓檢測和溫度傳感信號一起提供給邏輯控制電路，產(chǎn)生控制 P-MOSFET門極導(dǎo)通與關(guān)斷的開關(guān)信號。整個電路的工作過程是：當(dāng)輸入比較電壓VC增大時，PWM波的占空比增大，每個開關(guān)周期管子的導(dǎo)通時間增加，主電路輸出的平均電壓增大；反之，主電路輸出的平均電壓減小；當(dāng)發(fā)生欠／過壓或過載溫度升高時，由控制邏輯電路自動減小脈寬以保護電路。
PWM調(diào)制技術(shù)基于采樣控制理論的沖量等效原理：即沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時產(chǎn)生的效果相同，如圖2所示。將圖2(a)中正弦半波在時間上7等分，每一段記為TPWMi，則每一段正弦脈沖波形的沖量Ii(面積)各不相同，若在TPWMi段的中心處生成一個幅度相同的矩形脈沖，且使該等幅矩形脈沖序列符合2個條件：
(1)其每個脈沖與對應(yīng)的正弦分段脈沖的沖量Ii相等；
(2)矩形脈沖序列足夠高，以使得各個脈沖在TPWMi的中心處互不重疊，則可得到圖2(b)所示的等幅矩形脈沖序列，該序列每個脈沖的周期均為 TPWM，而脈沖寬度各不相同。這種方法稱為脈寬調(diào)制技術(shù)，該方法得到的脈沖系列稱PWM波。那么根據(jù)沖量等效原理可知，該PWM波與正弦半波相同，若以此波的脈沖作為全控型開關(guān)管的門極控制信號則可方便地得到所需波形的功率形式。