一種led并聯(lián)均流供電裝置制造方法
【專利摘要】一種LED并聯(lián)均流供電裝置，包括主控模塊，主控模塊的輸入端與電壓和電流采樣模塊相連，輸出端與雙DC/DC并聯(lián)模塊相連；主控模塊輸出的第一方波信號與第一DC/DC支路模塊接通，第二方波信號與第二DC/DC支路模塊接通，輸出的50%占空比的第三方波信號與第一MOS驅(qū)動器接通，該方波信號的反相信號與第二MOS驅(qū)動器接通，第一MOS驅(qū)動器和第二MOS驅(qū)動器的輸出端分別與第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)連接，第一電子開關(guān)設(shè)置在第一DC/DC支路模塊與電壓和電流采樣模塊之間，第二電子開關(guān)設(shè)置在第二DC/DC支路模塊與電壓和電流采樣模塊之間。本發(fā)明具有快速穩(wěn)壓和均流效果，從而能夠?qū)崿F(xiàn)LED的照明和通訊雙重功能。
【專利說明】—種LED并聯(lián)均流供電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED供電裝置，具體涉及一種LED并聯(lián)均流供電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在照明的同時，利用白光LED進(jìn)行室內(nèi)外可見光通信(VLC:Visible LightCommunication)是近年來新興的一種短途無線通信技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸。
[0003]大功率白光LED的供電裝置需提供大電流并具備高穩(wěn)定性，相比多支路并聯(lián)供電系統(tǒng)，在同等電流需求下，單支路供電系統(tǒng)需提供的電流更大，因此單支路型電源的壽命短。
[0004]如何實(shí)現(xiàn)白光LED的照明和通訊雙重功能，大電流、高效率以及長壽命的供電系統(tǒng)是關(guān)鍵，這既要滿足高速可見光的通信需求，即要求對LED提供高速調(diào)制信號以形成MHz的亮度調(diào)制，又要滿足大電流的視覺亮度需求，即可對LED提供穩(wěn)定的直流工作點(diǎn)。與線性電源相比，DC/DC (DirestCunent)開關(guān)電源具有效率高的優(yōu)勢,成為電源設(shè)計(jì)的首選。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種具有快速穩(wěn)壓和均流效果，從而能夠?qū)崿F(xiàn)LED的照明和通訊雙重功能的LED并聯(lián)均流供電裝置。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種LED并聯(lián)均流供電裝置，包括與LED負(fù)載相連接的電壓和電流采樣模塊，電壓和電流采樣模塊將電壓信號發(fā)送至主控模塊，主控模塊將其產(chǎn)生的方波信號發(fā)送至雙DC/DC并聯(lián)模塊，所述的雙DC/DC并聯(lián)模塊包括相并聯(lián)的兩條支路模塊；
[0008]主控模塊向第一 DC/DC支路模塊輸出的第一方波信號，向第二 DC/DC支路模塊輸出的第二方波信號，向第一 MOS驅(qū)動器輸出第三方波信號，并向第二 MOS驅(qū)動器輸出第三方波信號的反相信號；第一電子開關(guān)設(shè)置在第一 DC/DC支路模塊與電壓和電流采樣模塊之間，第二電子開關(guān)設(shè)置在第二 DC/DC支路模塊與電壓和電流采樣模塊之間，第一 MOS驅(qū)動器的輸出端與第一電子開關(guān)連接，第二 MOS驅(qū)動器的輸出端與第二電子開關(guān)連接。
[0009]所述的第一 DC/DC支路模塊和第二 DC/DC支路模塊均采用PWM控制的Buck型降壓電路。
[0010]所述的電壓和電流采樣模塊包括電壓采樣器，A/D轉(zhuǎn)換器和電流傳感器；
[0011]電壓采樣器、電流傳感器分別與第一電子開關(guān)以及第二電子開關(guān)相連接，電壓采樣器將其采集的電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送給主控模塊，電流傳感器與LED負(fù)載相連接。
[0012]所述主控模塊產(chǎn)生頻率固定、占空比可調(diào)的方波信號分別對兩支路模塊進(jìn)行控制，方波信號的占空比決定各支路模塊的輸出電壓，當(dāng)LED負(fù)載發(fā)生變化時，主控模塊根據(jù)比較A/D轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與目標(biāo)值的差值大小來調(diào)整方波信號的占空比，使支路模塊的輸出電壓至所需目標(biāo)值。
[0013]通過調(diào)節(jié)主控模塊產(chǎn)生方波信號的頻率，降低雙DC/DC并聯(lián)模塊輸出電壓的紋波系數(shù)。
[0014]所述主控模塊輸出50%占空比的第三方波信號施加在第一 MOS驅(qū)動器上，同時利用第三方波信號的反相信號控制第二 MOS驅(qū)動器，并調(diào)節(jié)兩個支路模塊輸出的電壓相等，在推挽模式下各工作50%時間。
[0015]所述的電流傳感器還與過流保護(hù)及自恢復(fù)模塊相連接。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0017]本發(fā)明的LED并聯(lián)均流供電裝置，采用了雙支路DC/DC并聯(lián)供電系統(tǒng)，兩個支路實(shí)現(xiàn)了分流工作，既提高了效率，又延長了使用壽命，通過調(diào)節(jié)主控模塊方波信號的占空比能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)壓的目的，可在較短的時間內(nèi)，使輸出電壓達(dá)到所需的穩(wěn)定值，通過合理選擇方波信號的頻率，能夠有效地降低輸出電壓的紋波系數(shù)；
[0018]并且利用主控模塊產(chǎn)生的50%占空比的第三方波信號對第一 MOS驅(qū)動器進(jìn)行控制，同時利用該方波信號的反相信號控制第二MOS驅(qū)動器，由于第一DC/DC支路模塊和第二DC/DC支路模塊輸出的電壓相等，且在推挽模式下各工作50%時間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)均流的作用。
[0019]本發(fā)明相比于單支路供電系統(tǒng)，在同等的電流需求下，提供的電流更大，其合理的直流偏置可為LED提供最佳的線性調(diào)制區(qū)，提高調(diào)制深度，進(jìn)而能夠改善通信性能。進(jìn)一步的，由于電流傳感器上還連接過流保護(hù)及自恢復(fù)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的過流保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖中:1.雙DC/DC并聯(lián)模塊；2.過流保護(hù)及自恢復(fù)模塊；3.電壓和電流采樣模塊；4.LED負(fù)載；5.A/D轉(zhuǎn)換器；6.主控模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0023]參見圖1，本發(fā)明提供的一種LED并聯(lián)均流供電裝置，包括與LED負(fù)載4相連接的電壓和電流采樣模塊3，電壓和電流采樣模塊3將電壓信號發(fā)送至主控模塊6，主控模塊6將其產(chǎn)生的方波信號發(fā)送至雙DC/DC并聯(lián)模塊1，所述的雙DC/DC并聯(lián)模塊I包括相并聯(lián)的兩條支路模塊；
[0024]主控模塊6向第一 DC/DC支路模塊輸出的第一方波信號，向第二 DC/DC支路模塊輸出的第二方波信號，向第一 MOS驅(qū)動器輸出第三方波信號，并向第二 MOS驅(qū)動器輸出第三方波信號的反相信號；第一電子開關(guān)設(shè)置在第一 DC/DC支路模塊與電壓和電流采樣模塊3之間，第二電子開關(guān)設(shè)置在第二 DC/DC支路模塊與電壓和電流采樣模塊3之間，第一 MOS驅(qū)動器的輸出端與第一電子開關(guān)連接，第二 MOS驅(qū)動器的輸出端與第二電子開關(guān)連接。
[0025]所述的電壓和電流采樣模塊3包括電壓采樣器，A/D轉(zhuǎn)換器5和電流傳感器；
[0026]電壓采樣器、電流傳感器分別與第一電子開關(guān)以及第二電子開關(guān)相連接，電壓采樣器將其采集的電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器5發(fā)送給主控模塊6，電流傳感器與LED負(fù)載4相連接。
[0027]所述主控模塊6產(chǎn)生頻率固定、占空比可調(diào)的方波信號分別對兩支路模塊進(jìn)行控制，方波信號的占空比決定各支路模塊的輸出電壓，當(dāng)LED負(fù)載4發(fā)生變化時，主控模塊6根據(jù)比較A/D轉(zhuǎn)換器5的輸出電壓與目標(biāo)值的差值大小來調(diào)整方波信號的占空比，使支路模塊的輸出電壓至所需目標(biāo)值。主控模塊6輸出50%占空比的第三方波信號施加在第一MOS驅(qū)動器上，同時利用第三方波信號的反相信號控制第二 MOS驅(qū)動器，并調(diào)節(jié)兩個支路模塊輸出的電壓相等，在推挽模式下各工作50%時間。
[0028]具體的，所采用兩個DC/DC支路同為PWM控制的Buck型降壓電路電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)支路電流調(diào)節(jié)、PWM (Pulse Width Modulation)驅(qū)動信號占空比實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、電流傳感器結(jié)合調(diào)整、比較、延時等電路實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。
[0029]本發(fā)明通過兩個DC/DC支路模塊并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)分流工作，兩個DC/DC支路模塊均采用PWM控制的Buck型降壓電路，由主控模塊6產(chǎn)生頻率固定、占空比可調(diào)的方波信號分別對兩支路模塊進(jìn)行控制，其占空比決定了各支路模塊的輸出電壓，而且合理選擇方波信號的頻率，能夠有效地降低輸出電壓的紋波系數(shù)，如20kH。當(dāng)LED負(fù)載4發(fā)生變化時，通過計(jì)算由A/D轉(zhuǎn)換器5獲得的輸出電壓與目標(biāo)值的差值大小來調(diào)節(jié)方波信號的占空比，達(dá)到在較短時間內(nèi)調(diào)整輸出電壓至所需穩(wěn)定值的目的。兩個支路模塊分別連接高速M(fèi)OS驅(qū)動器以及電子開關(guān)，利用主控模塊6輸出一個50%占空比的第三方波信號施加在第一 DC/DC支路模塊的MOS驅(qū)動器上，同時利用該方波信號的反相信號控制第二 DC/DC支路模塊的MOS驅(qū)動器，MOS驅(qū)動器之后均設(shè)置有電子開關(guān)，由于第一 DC/DC支路模塊和第二 DC/DC支路模塊輸出的電壓相等，且在推挽模式下各工作50%時間，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)均流作用。
[0030]本發(fā)明提供的LED供電裝置，其合理的直流偏置可為LED提供最佳的線性調(diào)制區(qū)，提高調(diào)制深度，進(jìn)而可改善通信性能。同時本發(fā)明相比單支路供電系統(tǒng)，在同等電流需求下，提供的電流更大，因此電源的壽命更長、效率更高。
【權(quán)利要求】
1.一種LED并聯(lián)均流供電裝置，其特征在于:包括與LED負(fù)載(4)相連接的電壓和電流采樣模塊(3 )，電壓和電流采樣模塊(3 )將電壓信號發(fā)送至主控模塊(6 )，主控模塊(6 )將其產(chǎn)生的方波信號發(fā)送至雙DC/DC并聯(lián)模塊(1)，所述的雙DC/DC并聯(lián)模塊(I)包括相并聯(lián)的兩條支路模塊； 主控模塊(6)向第一 DC/DC支路模塊輸出的第一方波信號，向第二 DC/DC支路模塊輸出的第二方波信號，向第一 MOS驅(qū)動器輸出第三方波信號，并向第二 MOS驅(qū)動器輸出第三方波信號的反相信號；第一電子開關(guān)設(shè)置在第一 DC/DC支路模塊與電壓和電流采樣模塊(3)之間，第二電子開關(guān)設(shè)置在第二 DC/DC支路模塊與電壓和電流采樣模塊(3)之間，第一 MOS驅(qū)動器的輸出端與第一電子開關(guān)連接，第二 MOS驅(qū)動器的輸出端與第二電子開關(guān)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED并聯(lián)均流供電裝置，其特征在于:所述的第一DC/DC支路模塊和第二 DC/DC支路模塊均采用PWM控制的Buck型降壓電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED并聯(lián)均流供電裝置，其特征在于:所述的電壓和電流采樣模塊(3 )包括電壓采樣器，A/D轉(zhuǎn)換器(5 )和電流傳感器； 電壓采樣器、電流傳感器分別與第一電子開關(guān)以及第二電子開關(guān)相連接，電壓采樣器將其采集的電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器(5)發(fā)送給主控模塊(6)，電流傳感器與LED負(fù)載(4)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED并聯(lián)均流供電裝置，其特征在于:所述主控模塊(6)產(chǎn)生頻率固定、占空比可調(diào)的方波信號分別對兩支路模塊進(jìn)行控制，方波信號的占空比決定各支路模塊的輸出電壓，當(dāng)LED負(fù)載(4)發(fā)生變化時，主控模塊(6)根據(jù)比較A/D轉(zhuǎn)換器(5)的輸出電壓與目標(biāo)值的差值大小來調(diào)整方波信號的占空比，使支路模塊的輸出電壓至所需目標(biāo)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED并聯(lián)均流供電裝置，其特征在于:通過調(diào)節(jié)主控模塊(6)產(chǎn)生方波信號的頻率，降低雙DC/DC并聯(lián)模塊(I)輸出電壓的紋波系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED并聯(lián)均流供電裝置，其特征在于:主控模塊(6)輸出50%占空比的第三方波信號施加在第一 MOS驅(qū)動器上，同時利用第三方波信號的反相信號控制第二 MOS驅(qū)動器，并調(diào)節(jié)兩個支路模塊輸出的電壓相等，在推挽模式下各工作50%時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED并聯(lián)均流供電裝置，其特征在于:所述的電流傳感器還與過流保護(hù)及自恢復(fù)模塊(2)相連接。
【文檔編號】H05B37/02GK103687227SQ201310653852
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】李孟虎 申請人:彩虹集團(tuán)公司