大功率白光【LED凈化燈】高效均流并聯(lián)供電系統

3 實(shí)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(lián)供電系統的集成

　　為測試所制作的雙DC /DC 并聯(lián)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(dòng)實(shí)驗與性能測試，LED 的照片如圖4 所示。將大功率白光并聯(lián)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(jìn)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(jiàn)圖4b） .利用該裝置，對給出的并聯(lián)供電系統進(jìn)行了實(shí)驗。

　　3. 2 照明狀態(tài)時(shí)的均流特性實(shí)驗

　　通過(guò)按鍵分別設定驅動(dòng)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(gè)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(jīng)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(shí)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(jiàn)，測得的實(shí)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(shí)現了很好的穩壓與均流效果。

　　3. 3 照明狀態(tài)時(shí)的電源效率實(shí)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(dòng)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(jìn)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(shí)，電源的效率較小，當輸出電壓增大時(shí)，電源效率增大，可達80%以上。

　　3. 4 可見(jiàn)光通信狀態(tài)時(shí)輸出電壓的線(xiàn)性區測試

　　當白光LED 處于通信模式時(shí)，為保證通信質(zhì)量，需要提供穩定、線(xiàn)性的驅動(dòng)電壓。為驗證該供電系統的線(xiàn)性特性，將其用來(lái)驅動(dòng)白光LED,同時(shí)使用可見(jiàn)光PIN 探測器測試了探測器的響應。實(shí)驗測得的PIN 探測器輸出電壓隨白光LED 驅動(dòng)電壓的關(guān)系如圖5 所示?？梢钥闯?，當驅動(dòng)電壓小于1. 6 V 時(shí)，白光LED凈化燈 進(jìn)入非線(xiàn)性工作區。因此，當將該供電電源驅動(dòng)白光LED凈化燈 進(jìn)行可見(jiàn)光通信時(shí)，應使其輸出電壓（ 亦即Bias-Tee 的直流輸入電壓） 調整至線(xiàn)性區中間點(diǎn)（ 亦稱(chēng)為線(xiàn)性工作點(diǎn)） ,約為2.7 V.

　　3. 5 動(dòng)態(tài)響應測試

　　當使用該雙DC /DC 并聯(lián)供電電源驅動(dòng)白光LED凈化燈時(shí)，筆者研究了當電源上電和關(guān)電時(shí)，LED 兩端電壓的瞬時(shí)變化特性，測量結果如圖6 所示?？梢钥吹?，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(guān)電時(shí)并不存在尖峰和毛刺現象，因此，不會(huì )損壞LED.另外，從響應曲線(xiàn)可以看出，當電壓從0 上升至穩定的1.6 V 時(shí)，上升時(shí)間約為20 s,關(guān)電降至0 的下降時(shí)間約為65 s.

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