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当LED开始“自我校准”:一个真实跑通的PID闭环调光系统是怎么炼成的?
上周在车灯项目评审会上,客户指着示波器上那条微微抖动的亮度曲线问我:“为什么从30%跳到70%,你们的响应时间比竞品慢17ms?人眼根本看不出区别啊。”
我沉默两秒,调出后台日志——那17ms里,温度传感器记录着MCU外壳升温了0.8℃,而LED正向压降Vf正以-2.1mV/℃的速度悄悄下移。开环PWM不管这些,它只认寄存器里的数字;但人眼要的不是数字,是稳定、无感、可复现的视觉亮度。
这正是我们把PID算法塞进LED调光回路的根本原因:不是为了炫技,而是让系统学会在温漂、老化、批次差异这些现实噪声里,始终守住那条设定的亮度线。
PWM调光,远比教科书写的更“脆弱”
先说清楚一件事:你用STM32的TIMx输出一个1kHz、50%占空比的方波去驱动LED,测得电流确实是峰值的一半——但这只是理想实验室数据。真实世界里:
- 一颗白光LED的Vf在25℃到85℃间可能漂移1.2V,意味着同样占空比下,恒流源实际输出电流偏差可达±12%;
- 批次不同的LED,光效(lm/A)离散性轻松突破±15%,同一套PWM参数,在A厂灯珠上显示60%亮度,在B厂可能只有48%;
- 更隐蔽的是电源纹波:当车载系统中DC-DC转换器在重载瞬态下产生50mV峰峰值波动时,驱动IC的参考电压轻微偏移,就会让0–5%这种人眼最