大功率白光【LED凈化燈】高效均流并聯供電系統

3 實驗結果與數據分析

　　3. 1 大功率白光LED凈化燈 與高效均流并聯供電系統的集成

　　為測試所制作的雙DC /DC 并聯供電系統的性能，采用3 W 大功率白光LED（ 額定電流750 mA、額定電壓4. 0 V） 做了驅動實驗與性能測試，LED 的照片如圖4 所示。將大功率白光并聯供電系統、大功率白光LED、數據編碼模塊、Bias-Tee 耦合模塊以及按鍵/指示燈等進行了系統集成，研制了兼具照明與通信雙重功能的通信裝置（ 見圖4b） .利用該裝置，對給出的并聯供電系統進行了實驗。

　　3. 2 照明狀態時的均流特性實驗

　　通過按鍵分別設定驅動器輸出電壓為0. 5 V、1. 0 V 和3. 0 V,接上白光LED,分別讀取兩個DC /DC支路的工作電流I1和I2、LED 兩端的工作電壓U0以及流經LED 的工作電流I0,其測試結果如表1 所示。

　　定義輸出電壓誤差

　　其中U0,exp為實驗測得的輸出電壓，U0,the為理論設定的輸出電壓。定義兩支路電流偏差
 

　　由表1 可見，測得的實際電壓與設定值相比，3 次測量的誤差小于2%,兩支路電流的偏差小于1%,實現了很好的穩壓與均流效果。

　　3. 3 照明狀態時的電源效率實驗

　　定義供電電源的效率為

　　其中Ii和Ui分別該系統的輸入電壓和輸入電流。在表1 所示的3 種驅動情況下，分別測量了電路輸入電壓，輸入電流，輸出電壓和輸出電流，進而計算出供電效率，其結果如表2 所示。當電源輸出電壓較小時，電源的效率較小，當輸出電壓增大時，電源效率增大，可達80%以上。

　　3. 4 可見光通信狀態時輸出電壓的線性區測試

　　當白光LED 處于通信模式時，為保證通信質量，需要提供穩定、線性的驅動電壓。為驗證該供電系統的線性特性，將其用來驅動白光LED,同時使用可見光PIN 探測器測試了探測器的響應。實驗測得的PIN 探測器輸出電壓隨白光LED 驅動電壓的關系如圖5 所示。可以看出，當驅動電壓小于1. 6 V 時，白光LED凈化燈 進入非線性工作區。因此，當將該供電電源驅動白光LED凈化燈 進行可見光通信時，應使其輸出電壓（ 亦即Bias-Tee 的直流輸入電壓） 調整至線性區中間點（ 亦稱為線性工作點） ,約為2.7 V.

　　3. 5 動態響應測試

　　當使用該雙DC /DC 并聯供電電源驅動白光LED凈化燈時，筆者研究了當電源上電和關電時，LED 兩端電壓的瞬時變化特性，測量結果如圖6 所示。可以看到，由于DC /DC 電源輸出端電容的儲能作用，輸出電壓在上電和關電時并不存在尖峰和毛刺現象，因此，不會損壞LED.另外，從響應曲線可以看出，當電壓從0 上升至穩定的1.6 V 時，上升時間約為20 s,關電降至0 的下降時間約為65 s.

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