跟着人们对节能环保型光源的需求以及白光LED（LightEmittingDevices）制造工艺的前进，高功率、低功耗、长寿数的绿色光源白光LED将逐步代替传统白炽灯和荧光灯等照明设备，成为下一代照明设备的首选。在照明的一起，运用白光LED进行室表里可见光通讯（VLC：VisibleLightCommunication）也是近年来新式的一种近距离无线通讯技能。笔者研讨了根据白光LED的VLC通讯技能与体系，完成了短距离数据传输。为了完成白光LED的照明和通讯两层功用，大电流、高功率、长寿数的供电体系是要害，既要满意高速可见光通讯需求（要求对LED供给高速调制信号以构成MHz的亮度调制），又要满意大电流的视觉亮度需求（即可对LED供给安稳的直流作业点）。合理的直流偏置可为LED供给最佳的线性调制区，进步调制深度，然后可改进通讯功用。与线性电源比较，DC/DC（DirestCunent）开关电源具有功率高的优势，成为电源规划的首选。为满意白光LED的高效照明和高速通讯的需求，一起也为延伸电源运用寿数，笔者规划并研发了一种推挽式高效均流双DC/DC并联供电体系。
体系结构和原理
大功率白光LED的供电体系需供给大电流并具有高安稳性，比较多支路并联供电体系而言，在平等电流需求下，单支路供电体系需供给的电流更大，因而单支路型电源的寿数短。鉴于此，规划了双支路DC/DC并联供电体系，两个支路完成分流作业，既进步了功率，又延伸了运用寿数，具有传统驱动体系不行比较的长处。
规划计划如图1所示，选用两个DC/DC支路同为Buck型降压电路、电子开关完成支路电流调理、PWM（PulseWidthModulation）驱动信号占空比完成稳压、霍尔电流传感器并辅以调整、比较、延时等电路完成过流维护。所规划的驱动电源包含4部分：双DC/DC并联模块；电压、电流采样模块；过流维护及自恢复模块；ARM7（LPC2148）主控模块。图1中（1）为DC/DC支路2的操控信号PWM2，其占空比决议支路2的输出电压；（2）为DC/DC支路1的操控信号PWM1，其占空比决议支路1的输出电压；（3）为均流操控信号PWM3.体系作业原理是：运用两PMOS（P-channelMetal-Oxide-Semiconductor）电子开关（Electronicswitch1、Electronicswitch2）完成两支路均流，经过收集输出电压并调理PWM1和PWM2的占空比完成稳压，经过霍尔电流传感器并辅以调整、比较、延时等电路完成过流维护。
体系的模块化规划
2.1DC/DCBuck型稳压电路
两个DC/DC支路选用PWM（PulseWidthModulation）操控的Buck型降压电路（见图2）.图2中OUT1为支路1的输出电压，OUT2为支路2的输出电压。运用电感和电容的储能特性，跟着PMOS管不停地导通和关断，具有较大电压动摇的直流电源能量断续地经过开关管，暂时以磁场能方式存储在电感器中，然后经电容滤波得到接连的能量传送到负载，得到脉动较小的直流电压，完成DC/DC改换。
PMOS管型号为SI4405，PMOS驱动器为ADP3624；PWM1、PWM2为由ARM7发生的频率固定、占空比可调的方波信号，可别离调理两DC/DC支路的输出电压。为得到安稳的输出电压，采纳如下规划计划：
1）合理挑选PWM频率，有用下降输出电压的纹波系数，规划中取为20kHz；
2）当负载改变时，经过核算输出电压（由AD采样取得）与目标值的差值巨细，选用含糊PID（Proportion-Integral-Derivative）算法，调理PWM1、PWM2的占空比，在较短时刻内，调整输出电压至所需的安稳值。
两个DC/DC支路的均流计划如下：在两个DC/DC支路的输出端别离接高速PMOS电子开关，运用ARM7输出一个50%占空比的方波信号（PWM3）操控一路PMOS电子开关，一起运用该方波信号的反相信号操控另一支路的PMOS电子开关。因为两支路输出电压持平，且在推挽形式下各作业50%时刻，然后可完成均流效果。
2.2电流及电压收集模块
选用霍尔传感器（ACS712-20A）丈量LED电流，它是运用霍尔效应制成的传感芯片，最大可测电流为20A，满意白光LED照明时所需的大电流要求。该器材内部集成准确的低偏置线性霍尔传感电路，且其铜制的电流途径接近晶片外表，经过该铜制电流途径施加的电流能被集成霍尔芯片感应并转化为份额电压输出。经过标定霍尔传感器的输出电压与流经电流的联系，就可确认流经LED的电流巨细。因为ACS712-20A的输出电压及被测电流间的反响灵敏度较低，故规划了一个灵敏度增强电路，主扩大器为LM358，该电路可将灵敏度进步约3.3倍。运用AD转化芯片ADS1100收集负载两头电压，完成反应操控。 2.3过流维护及自恢复模块
该并联均流供电体系具有过流维护及自恢复功用，完成原理如图3所示。其作业进程如下。1）将霍尔电流传感器输出的电压信号经过份额扩大、电压比较后发生用于驱动继电器的信号。2）假如电流超越LED承受能力，则比较器输出高电平，此刻继电器驱动器2当即动作，一起将DC/DC主电路的K1和负载回路的K2断开（防止DC/DC储能电容继续向负载充电），构成两层过流维护。3）因为当DC/DC主电路以及负载回路关断后，霍尔电流传感器输出电压不能使比较器继续输出高电压，所以继电器驱动器2无法使K1和K2继续断开。为更长时刻维护电子线路不受损坏，规划中加入了延时维护电路，即当电压比较器输出高电平时（继电器驱动器2已作业），向一个储能电容充电（因为充电时刻常数小，充电进程很短）.当继电器驱动器2停止作业时，该充电电容经过放电效果会使继电器驱动器1在较长的时刻内继续动作，然后坚持K1和K2继续断开，构成延时维护（K1和K2由继电器驱动器1和2两层操控，恣意一个作业时，都可使二者断开）.4）当继电器驱动器1或2作业时，可点亮LED，宣布报警信号。5）当继电器驱动器1和2均不作业时，继电器开关K1和K2吸合，LED报警灯灭，完成自恢复。
试验成果与数据剖析
3.1大功率白光LED与高效均流并联供电体系的集成
为测验所制造的双DC/DC并联供电体系的功用，选用3W大功率白光LED（额外电流750mA、额外电压4.0V）做了驱动试验与功用测验，LED的相片如图4所示。将大功率白光并联供电体系、大功率白光LED、数据编码模块、Bias-Tee耦合模块以及按键/指示灯等进行了体系集成，研发了兼具照明与通讯两层功用的通讯设备（见图4b）.运用该设备，对给出的并联供电体系进行了试验。
3.2照明状况时的均流特性试验
经过按键别离设定驱动器输出电压为0.5V、1.0V和3.0V，接上白光LED，别离读取两个DC/DC支路的作业电流I1和I2、LED两头的作业电压U0以及流经LED的作业电流I0，其测验成果如表1所示。
界说输出电压差错
其间U0，exp为试验测得的输出电压，U0，the为理论设定的输出电压。界说两支路电流差错
由表1可见，测得的实践电压与设定值比较，3次丈量的差错小于2%，两支路电流的差错小于1%，完成了很好的稳压与均流效果。
3.3照明状况时的电源功率试验
界说供电电源的功率为
其间Ii和Ui别离该体系的输入电压和输入电流。在表1所示的3种驱动情况下，别离丈量了电路输入电压，输入电流，输出电压和输出电流，然后核算出供电功率，其成果如表2所示。当电源输出电压较小时，电源的功率较小，当输出电压增大时，电源功率增大，可达80%以上。
3.4可见光通讯状况时输出电压的线性区测验
当白光LED处于通讯形式时，为确保通讯质量，需求供给安稳、线性的驱动电压。为验证该供电体系的线性特性，将其用来驱动白光LED，一起运用可见光PIN探测器测验了探测器的呼应。试验测得的PIN探测器输出电压随白光LED驱动电压的联系如图5所示。能够看出，当驱动电压小于1.6V时，白光LED进入非线性作业区。因而，当将该供电电源驱动白光LED进行可见光通讯时，应使其输出电压（亦即Bias-Tee的直流输入电压）调整至线性区中心点（亦称为线性作业点），约为2.7V。
3.5动态呼应测验
当运用该双DC/DC并联供电电源驱动白光LED时，笔者研讨了当电源上电和关电时，LED两头电压的瞬时改变特性，丈量成果如图6所示。能够看到，因为DC/DC电源输出端%&&&&&%的储能效果，输出电压在上电和关电时并不存在尖峰和毛刺现象，因而，不会损坏LED.别的，从呼应曲线能够看出，当电压从0上升至安稳的1.6V时，上升时刻约为20s，关电降至0的下降时刻约为65s。
3.6比照评论
在仅保存一个DC/DC支路作业时，就构成了单支路供电电源体系。针对单支路供电体系和双支路供电体系，笔者经过试验进行比照剖析，成果如表3所示，设定输入电压为12V，输出电压为3.0V。从功率来讲，因为双支路运用了更多的电学元件，这将耗散更多的功率，其功率比单支路电源体系略低。
但是，双支路中各DC/DC支路替换作业，各支路耗散的功率仅为单支路的一半。因为器材的寿数与耗散功率有关，且功率越大，寿数越短，因而，在正常作业方式下，双支路电源体系的寿数将比单支路电源体系的寿数长。
结语
经过对两个Buck型DC/DC电路进行并联，并结合PID操控算法，规划并研发了一种用于驱动大功率白光LED的高效均流供电体系，并
