[發明專利]一種BPSK可見光通信調制的單級LED驅動電路與方法

有效

• 申請號: 202011025023.X
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112040603B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 林維明;陳欣瑋;朱逸
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H05B45/325
• 分類號: H05B45/325;H05B45/30;H05B47/195;H05B47/175
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

1.一種BPSK可見光通信調制的單級LED驅動電路，其特征在于，包括：AC-DC電路、降壓CukPFC變換器電路單元、以及同步整流Buck電路單元；所述AC-DC電路將市電交流電源變換為直流為后續電路供電，所述降壓CukPFC變換器電路單元和同步整流Buck電路單元共用同一個開關管而內在集成為單級電路；所述單級電路的輸出為負載LED供電；

所述降壓CukPFC變換器電路單元包括：第一功率MOS開關管S₁、第一電感L₁、第二電感L₂、第一功率二極管D₁、第二功率二極管D₂、第三功率二極管D₃、高頻電容C₁以及直流母線電容C_BUS；

所述同步整流Buck電路單元包括：第一功率MOS開關管S₁、DC-DC電感L_b、同步整流MOS開關管S₂、輸出電容C₀；

所述市電交流電源連接AC-DC電路的輸入端，所述AC-DC電路的正向輸出端連接第一電感L₁的一端，所述第一電感L₁的另一端分別連接第二電感L₂的一端、直流母線電容C_BUS的正端、同步整流MOS開關管S₂的漏極、DC-DC電感L_b的一端；所述的第二電感L₂的另一端分別連接第一功率二極管D₁的陰極和高頻電容C₁的一端；所述直流母線電容C_BUS的負端分別連接第一功率二極管D₁的陽極、第二功率二極管D₂的陰極、第三功率二極管的D₃的陽極；所述同步整流MOS開關管S₂的源極分別連接第三功率二極管D₃的陰極、輸出電容C₀的負端、第一功率MOS開關管S₁的漏極和負載LED的一端；所述DC-DC電感L_b的另一端連接輸出電容C₀的正端和負載LED的另一端；所述AC-DC電路的負向輸出端分別連接高頻電容C₁的另一端、第二功率二極管D₂的陽極和第一功率MOS開關管S₁的源極。

2.根據權利要求1所述的一種BPSK可見光通信調制的單級LED驅動電路，其特征在于，所述AC-DC電路采用二極管整流橋BD1，其橋臂上的二極管均采用普通慢速功率二極管；所述第一功率二極管D₁、第二功率二極管D₂、第三功率二極管D₃均為快恢復功率二極管。

3.根據權利要求1所述的一種BPSK可見光通信調制的單級LED驅動電路，其特征在于，所述第一功率MOS開關管S₁和同步整流MOS開關管S₂采用硅基功率MOS管或者寬禁帶半導體功率MOS開關管。

4.根據權利要求1所述的一種BPSK可見光通信調制的單級LED驅動電路，其特征在于，所述直流母線電容C_BUS和輸出電容C₀均為電解電容。

5.一種基于權利要求1-4任一項所述的BPSK可見光通信調制的單級LED驅動電路的調制方法，其特征在于，采用BPSK通信數據載波信號與單級LED驅動電路的輸出電流反饋構成控制信號生成PWM波形，以控制第一功率MOS開關管S₁和同步整流MOS開關管S2，具體為：

采集單級LED驅動電路的輸出電流信號A，將電流信號A與參考電流Iref一同輸入PI補償網絡得到控制信號B，將BPSK通信數據載波信號與控制信號B一起送入PWM調制單元，得到PWM驅動信號，用以驅動第一功率MOS開關管S₁和同步整流MOS開關管S2, 實現輸出電流紋波相位變化和輸出電流平均值為恒定；PWM波形的相位隨著數據載波波形相位變化而變化，利用輸出電流紋波不同相位信號來傳輸代表0和1數據的可見光通信數據。