CN103687227A - 一种led并联均流供电装置 - Google Patents
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Abstract
一种LED并联均流供电装置，包括主控模块，主控模块的输入端与电压和电流采样模块相连，输出端与双DC/DC并联模块相连；主控模块输出的第一方波信号与第一DC/DC支路模块接通，第二方波信号与第二DC/DC支路模块接通，输出的50%占空比的第三方波信号与第一MOS驱动器接通，该方波信号的反相信号与第二MOS驱动器接通，第一MOS驱动器和第二MOS驱动器的输出端分别与第一电子开关和第二电子开关连接，第一电子开关设置在第一DC/DC支路模块与电压和电流采样模块之间，第二电子开关设置在第二DC/DC支路模块与电压和电流采样模块之间。本发明具有快速稳压和均流效果，从而能够实现LED的照明和通讯双重功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED供电装置，具体涉及一种LED并联均流供电装置。
背景技术
在照明的同时，利用白光LED进行室内外可见光通信（VLC：Visible Light Communication）是近年来新兴的一种短途无线通信技术，能够实现短距离的数据传输。
大功率白光LED的供电装置需提供大电流并具备高稳定性，相比多支路并联供电***，在同等电流需求下，单支路供电***需提供的电流更大，因此单支路型电源的寿命短。
如何实现白光LED的照明和通讯双重功能，大电流、高效率以及长寿命的供电***是关键，这既要满足高速可见光的通信需求，即要求对LED提供高速调制信号以形成MHz的亮度调制，又要满足大电流的视觉亮度需求，即可对LED提供稳定的直流工作点。与线性电源相比，DC/DC（DirestCunent）开关电源具有效率高的优势，成为电源设计的首选。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供一种具有快速稳压和均流效果，从而能够实现LED的照明和通讯双重功能的LED并联均流供电装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种LED并联均流供电装置，包括与LED负载相连接的电压和电流采样模块，电压和电流采样模块将电压信号发送至主控模块，主控模块将其产生的方波信号发送至双DC/DC并联模块，所述的双DC/DC并联模块包括相并联的两条支路模块；
主控模块向第一DC/DC支路模块输出的第一方波信号，向第二DC/DC支路模块输出的第二方波信号，向第一MOS驱动器输出第三方波信号，并向第二MOS驱动器输出第三方波信号的反相信号；第一电子开关设置在第一DC/DC支路模块与电压和电流采样模块之间，第二电子开关设置在第二DC/DC支路模块与电压和电流采样模块之间，第一MOS驱动器的输出端与第一电子开关连接，第二MOS驱动器的输出端与第二电子开关连接。
所述的第一DC/DC支路模块和第二DC/DC支路模块均采用PWM控制的Buck型降压电路。
所述的电压和电流采样模块包括电压采样器，A/D转换器和电流传感器；
电压采样器、电流传感器分别与第一电子开关以及第二电子开关相连接，电压采样器将其采集的电压信号经A/D转换器发送给主控模块，电流传感器与LED负载相连接。
所述主控模块产生频率固定、占空比可调的方波信号分别对两支路模块进行控制，方波信号的占空比决定各支路模块的输出电压，当LED负载发生变化时，主控模块根据比较A/D转换器的输出电压与目标值的差值大小来调整方波信号的占空比，使支路模块的输出电压至所需目标值。
通过调节主控模块产生方波信号的频率，降低双DC/DC并联模块输出电压的纹波系数。
所述主控模块输出50%占空比的第三方波信号施加在第一MOS驱动器上，同时利用第三方波信号的反相信号控制第二MOS驱动器，并调节两个支路模块输出的电压相等，在推挽模式下各工作50%时间。
所述的电流传感器还与过流保护及自恢复模块相连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的LED并联均流供电装置，采用了双支路DC/DC并联供电***，两个支路实现了分流工作，既提高了效率，又延长了使用寿命，通过调节主控模块方波信号的占空比能够实现稳压的目的，可在较短的时间内，使输出电压达到所需的稳定值，通过合理选择方波信号的频率，能够有效地降低输出电压的纹波系数；
并且利用主控模块产生的50%占空比的第三方波信号对第一MOS驱动器进行控制，同时利用该方波信号的反相信号控制第二MOS驱动器，由于第一DC/DC支路模块和第二DC/DC支路模块输出的电压相等，且在推挽模式下各工作50%时间，进而实现均流的作用。
本发明相比于单支路供电***，在同等的电流需求下，提供的电流更大，其合理的直流偏置可为LED提供最佳的线性调制区，提高调制深度，进而能够改善通信性能。进一步的，由于电流传感器上还连接过流保护及自恢复模块，能够实现装置的过流保护。
附图说明
图1本发明的整体结构示意图；
附图中：1.双DC/DC并联模块；2.过流保护及自恢复模块；3.电压和电流采样模块；4.LED负载；5.A/D转换器；6.主控模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1，本发明提供的一种LED并联均流供电装置，包括与LED负载4相连接的电压和电流采样模块3，电压和电流采样模块3将电压信号发送至主控模块6，主控模块6将其产生的方波信号发送至双DC/DC并联模块1，所述的双DC/DC并联模块1包括相并联的两条支路模块；
主控模块6向第一DC/DC支路模块输出的第一方波信号，向第二DC/DC支路模块输出的第二方波信号，向第一MOS驱动器输出第三方波信号，并向第二MOS驱动器输出第三方波信号的反相信号；第一电子开关设置在第一DC/DC支路模块与电压和电流采样模块3之间，第二电子开关设置在第二DC/DC支路模块与电压和电流采样模块3之间，第一MOS驱动器的输出端与第一电子开关连接，第二MOS驱动器的输出端与第二电子开关连接。
所述的电压和电流采样模块3包括电压采样器，A/D转换器5和电流传感器；
电压采样器、电流传感器分别与第一电子开关以及第二电子开关相连接，电压采样器将其采集的电压信号经A/D转换器5发送给主控模块6，电流传感器与LED负载4相连接。
所述主控模块6产生频率固定、占空比可调的方波信号分别对两支路模块进行控制，方波信号的占空比决定各支路模块的输出电压，当LED负载4发生变化时，主控模块6根据比较A/D转换器5的输出电压与目标值的差值大小来调整方波信号的占空比，使支路模块的输出电压至所需目标值。主控模块6输出50%占空比的第三方波信号施加在第一MOS驱动器上，同时利用第三方波信号的反相信号控制第二MOS驱动器，并调节两个支路模块输出的电压相等，在推挽模式下各工作50%时间。
具体的，所采用两个DC/DC支路同为PWM控制的Buck型降压电路电子开关实现支路电流调节、PWM（Pulse Width Modulation）驱动信号占空比实现稳压、电流传感器结合调整、比较、延时等电路实现过流保护。
本发明通过两个DC/DC支路模块并联，实现分流工作，两个DC/DC支路模块均采用PWM控制的Buck型降压电路，由主控模块6产生频率固定、占空比可调的方波信号分别对两支路模块进行控制，其占空比决定了各支路模块的输出电压，而且合理选择方波信号的频率，能够有效地降低输出电压的纹波系数，如20kH。当LED负载4发生变化时，通过计算由A/D转换器5获得的输出电压与目标值的差值大小来调节方波信号的占空比，达到在较短时间内调整输出电压至所需稳定值的目的。两个支路模块分别连接高速MOS驱动器以及电子开关，利用主控模块6输出一个50%占空比的第三方波信号施加在第一DC/DC支路模块的MOS驱动器上，同时利用该方波信号的反相信号控制第二DC/DC支路模块的MOS驱动器，MOS驱动器之后均设置有电子开关，由于第一DC/DC支路模块和第二DC/DC支路模块输出的电压相等，且在推挽模式下各工作50%时间，进而可实现均流作用。
本发明提供的LED供电装置，其合理的直流偏置可为LED提供最佳的线性调制区，提高调制深度，进而可改善通信性能。同时本发明相比单支路供电***，在同等电流需求下，提供的电流更大，因此电源的寿命更长、效率更高。
Claims (7)
1.一种LED并联均流供电装置，其特征在于：包括与LED负载（4）相连接的电压和电流采样模块（3），电压和电流采样模块（3）将电压信号发送至主控模块（6），主控模块（6）将其产生的方波信号发送至双DC/DC并联模块（1），所述的双DC/DC并联模块（1）包括相并联的两条支路模块；
主控模块（6）向第一DC/DC支路模块输出的第一方波信号，向第二DC/DC支路模块输出的第二方波信号，向第一MOS驱动器输出第三方波信号，并向第二MOS驱动器输出第三方波信号的反相信号；第一电子开关设置在第一DC/DC支路模块与电压和电流采样模块（3）之间，第二电子开关设置在第二DC/DC支路模块与电压和电流采样模块（3）之间，第一MOS驱动器的输出端与第一电子开关连接，第二MOS驱动器的输出端与第二电子开关连接。
2.根据权利要求1所述的LED并联均流供电装置，其特征在于：所述的第一DC/DC支路模块和第二DC/DC支路模块均采用PWM控制的Buck型降压电路。
3.根据权利要求1所述的LED并联均流供电装置，其特征在于：所述的电压和电流采样模块（3）包括电压采样器，A/D转换器（5）和电流传感器；
电压采样器、电流传感器分别与第一电子开关以及第二电子开关相连接，电压采样器将其采集的电压信号经A/D转换器（5）发送给主控模块（6），电流传感器与LED负载（4）相连接。
4.根据权利要求3所述的LED并联均流供电装置，其特征在于：所述主控模块（6）产生频率固定、占空比可调的方波信号分别对两支路模块进行控制，方波信号的占空比决定各支路模块的输出电压，当LED负载（4）发生变化时，主控模块（6）根据比较A/D转换器（5）的输出电压与目标值的差值大小来调整方波信号的占空比，使支路模块的输出电压至所需目标值。
5.根据权利要求4所述的LED并联均流供电装置，其特征在于：通过调节主控模块（6）产生方波信号的频率，降低双DC/DC并联模块（1）输出电压的纹波系数。
6.根据权利要求4所述的LED并联均流供电装置，其特征在于：主控模块（6）输出50%占空比的第三方波信号施加在第一MOS驱动器上，同时利用第三方波信号的反相信号控制第二MOS驱动器，并调节两个支路模块输出的电压相等，在推挽模式下各工作50%时间。
7.根据权利要求3所述的LED并联均流供电装置，其特征在于：所述的电流传感器还与过流保护及自恢复模块（2）相连接。
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