[發明專利]一種瞬時功率反饋的LED照明可見光通信調制方法

有效

• 申請號: 202011187394.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112272434B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 林維明;蕭展濤;林慧聰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H05B45/325
• 分類號: H05B45/325;H05B45/355;H05B45/3725;H05B45/385;H05B47/195;H04B10/116;H04B10/50;H04B10/564
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種瞬時功率反饋的LED照明可見光通信調制方法，提供一基于復合反激與雙Cuk驅動電路實現所述調制方法，包括以下步驟：步驟1:由照明所需光亮度參量B?L和可見光通信所需光亮度參量B?VLC之和，構成LED燈輸出總光亮度所需光功率參考量P?optic；步驟2:由光功率和電功率關系傳函K（s）得到輸出電功率參考量eP?ref；步驟3:采樣照明輸出瞬時功率反饋；步驟4:由瞬時反饋電功率、電功率參考量eP?ref和誤差放大器OP構成閉環反饋補償網絡；步驟5:根據反饋補償網絡輸出控制信號vc與PWM調制單元載波調制得到第二功率MOS開關管S2占空比調節LED照明與可見光通信所需功率。本發明實現照明驅動與可見光通信調制一體化，具有電路高效、高功率因數變換和高速可見光通信等功能。

技術領域

本發明涉及LED照明驅動電源與可見光通信調制設計領域，具體涉及一種瞬時功率反饋的 LED照明可見光通信調制方法。

背景技術

LED其本質上是發光二極管，其伏安特性決定了它適合于恒流工作方式。對于驅動電源的設計，首先需要選擇合適的電路結構。針對不同的應用場合和要求，一般可分為單級方案和兩級結構方案，兩者根據應用功率場合和具體應用要求各有優缺點。兩級PFC方案具有總諧波失真度（THD）小，功率因數（PF）接近單位值的優點，輸出電流工頻紋波較小，在中大功率應用場合具有重要的價值。

可見光通信技術是近十年來迅速發展的一種新型無線通信方式，通過在公共基礎照明設施上增加數據傳輸附加功能，將通信與照明光源相結合，就可構建可見光無線通信網絡，實現信息從服務器到達客戶端的無線傳輸。在這種情況下，與白熾燈和熒光燈相比，LED作為光源具有很大的優勢，因此LED的頻率響應為許多應用提供足夠的帶寬，以高速傳輸數字數據，對發展高效VLC調制方法具有重要意義。研究在LED照明驅動電路集成照明驅動與可見光通信調制方法，兼顧照明質量和可見光通信速率特性，具有重要理論和實際意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是一種瞬時功率反饋的 LED照明可見光通信調制方法，提供一種基于復合反激與雙Cuk照明驅動電路，實現照明驅動與可見光通信調制一體化。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種瞬時功率反饋的LED照明可見光通信調制方法，提供一種基于復合反激與雙Cuk照明驅動電路，包括以下步驟：

步驟1: 由照明所需光亮度參量B-L和可見光通信所需光亮度參量B-VLC之和，構成LED燈輸出總光亮度所需光功率參考量P-optic；

步驟2: 由光功率和電功率關系傳函K（s）得到輸出電功率參考量eP-ref；步驟3:采樣照明驅動電路輸出瞬時功率反饋；

步驟4:由瞬時反饋電功率、電功率參考量eP-ref和誤差放大器OP構成閉環反饋補償網絡；

步驟5:根據反饋補償網絡輸出控制信號vc與PWM調制單元載波調制得到第二功率MOS開關管S2占空比調節LED照明與可見光通信所需功率，實現照明驅動與可見光通信一體化。

進一步的，所述基于復合反激與雙Cuk照明驅動電路包括輸入交流電源u_in、整流橋BD₁、變壓器T_r、第一功率MOS開關管S1、第二功率MOS開關管S2、第一功率二極管D5、第二功率二極管D6、第三功率二極管D7、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、輸出電容C5、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、輸出負載LED；所述整流橋的正向輸出端連接變壓器的原邊繞組同名端；所述變壓器的原邊繞組非同名端連接第一功率MOS開關管S1的漏極；所述第一功率MOS開關管S1的源極連接到所述整流橋的負向輸出端；