在照明系统中使用高亮度LED的优势在于:输入电流变化较大(25%以内)时,人眼无法察觉到亮度变化,但均普遍存在LED的自热问题,需添加额外的热管理单元,主要用于在温度增加时反馈电压信号至MCU控制单元,改变MCU输出PWM脉冲信号的占空比来降低LED的亮度,从而减少LED的辐射热。实际应用中,汽车照明系统应能感应环境的光强,并据此自动改变LED阵列的输出光通量,达到节能减耗的目的。
1.2 系统整体设计
本系统采用PIC16F873A作为主控芯片,其上2个通道的10位A/D转换器分别接收来自热控反馈回路和光控回路的输出,并据此输出不同占空比的PWM脉冲至LT3476驱动器的PWM引脚,从而调节LED阵列的输出光通量。结构框图如图1所示。

1.3 PIC16F873A单片机
PIC16F873A基于哈佛结构,采用14位的精简指令集(RISC),内部包含3个定时器、5通道10位A/D转换器、2路PWM脉冲输出、USART接口、看门狗、SPI总线接口等,资源比较丰富,能满足紧凑、稳定的设计要求。其内部A/D转换器包含的主要寄存器及其功能如表2所列。

本系统使用2个通道的A/D转换器,分别接人光控回路和热控反馈回路的输出。光控回路采用光敏电阻,在其两端加5 V的电压,当环境光强发生变化时,光敏电阻的阻值发生变化,引起输出电压在0~5 V之间变化。热控反馈回路采用热敏电阻,在其两端加5 V电压,当高亮度LED阵列内部环境温度发生变化时,热敏电阻的阻值发生变化,引起输出电压在0~5 V之间变化。分别采集2个电位器两端的A/D值,可获得控制参数,进而通过算法调整输出PWM脉冲的占空比,实现对LED阵列输出光通量的动态控制。
PIC16F873A内部的CCP1和CCP2模块有3种工作模式:捕捉模式、输出比较方式和PWM(脉冲调制)模式。当处于PWM模式时,可在RC1和RC2引脚输出2路分辨率高达10位的PWM信号,使用程序语句控制PWM信号的周期和高电平维持时间,可动态控制输出PWM脉冲的占空比,从而达到控制LED阵列输出光通量的目的。
1.4 LT3476驱动器
LT3476为4通道输出DC/DC转换器,是专为驱动高电流LED而设计的恒定电流源,其固定频率和电流模式架构可保证在很宽的输入和输出电压范围内实现稳定的运作。其主要特性如下:



