基于单片机和LED的汽车照明系统设计

2009-11-12 17:34:00来源: chinaaet

  摘  要: 采用单片机PIC18F448作为控制中心,用大功率LED驱动器XLT604驱动多个LED实现照明,并且根据环境温度和光亮信号实时调节PWM脉冲的占空比,通过PWM脉冲动态调整LED的亮度。

  LED照明与传统卤素低压照明相比具有许多优势:(1)光源比较集中,1 W照明所获得的亮度等同于十几瓦卤素灯的亮度,因此非常节能;(2)LED灯的寿命比卤素灯长,一般可达几万乃至十万小时;(3)LED的结构简单,抗震性能好;(4)无须热启动时间,亮灯响应速度快;(5)工作电压在6~12 V之间。基于这些优势,高亮度LED照明技术日益成为汽车照明的发展趋势,并可以带来很好的性价比。

  由于汽车照明系统要求控制简单、节能环保、高效安全等特点[1],因此本系统主要采用大功率LED驱动器XLT604来驱动LED发光,使用8位单片机PIC18F448输出不同占空比的PWM脉冲来动态控制其发光强度,并使用数字温度传感器DS18B20测试系统的温度,同时对系统的发热情况进行实时控制。另外,系统还采用光敏电阻传感器对照明系统的亮度进行自适应调节。

1  系统硬件设计

  系统硬件主要包括以单片机为控制中心的LED驱动及调光、亮度检测、温度检测等功能模块,其中亮度检测、温度检测模块比较简单,系统主要设计了LED驱动及调光模块。

1.1  系统整体结构设计

  汽车照明系统的主要功能是可根据环境温度和亮度自适应调节LED的亮度。本系统采用PIC18F448单片机作为LED控制中心,利用其中1个10位A/D转换通道接收亮度信号,RB口接收温度检测信号,并根据亮度和温度通过CCP模块输出不同占空比的PWM脉冲至XLT604 LED驱动器的PWM引脚,从而实时调节LED的输出光通量,即调节LED的亮度。系统整体结构图如图1所示。

1.2  LED驱动及调光

  在汽车照明系统中,LED驱动电路必须能够从汽车电源总线中获取工作电源。在应用中,为获取所需亮度的照明光源,可采用单个高功率的LED或者多个LED串联、并联或串并混合连接的结构。由于汽车电源总线提供的标称值为12 V,因此系统选用输入电压为7~450 V的大功率LED驱动芯片XLT604。XLT604是采用BICMOS工艺设计的PWM高效LED驱动控制芯片,能以300 kHz的固定频率驱动外部MOSFET,且其频率可由外部电阻编程决定;外部高亮度LED串可采用恒流方式控制,以保持恒定高亮度并增强LED的可靠性,其恒流值可由外部取样电阻决定,其变化范围从几mA~1 A。XLT604驱动的LED可以通过外部控制电压线性调节其亮度,也可通过外部低频PWM方式调节LED串的亮度。在汽车照明系统中,一般只需输出光通量范围在150~800 lm。系统采用Cree公司的XLamp XP-E LED,可达到100 lm/W的发光效率,并且采用3个LED串联的结构[2]。LED驱动及调光电路如图2所示。

[1] [2] [3]

关键字:单片机  LED  汽车照明  LED驱动器

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2009/1112/article_1410.html
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