实验结果与数据分析
3.1大功率白光LED与高效均流并联供电系统的集成
为测试所制作的双DC/DC并联供电系统的性能,采用3W大功率白光LED(额定电流750mA、额定电压4.0V)做了驱动实验与性能测试,LED的照片如图4所示。将大功率白光并联供电系统、大功率白光LED、数据编码模块、Bias-Tee耦合模块以及按键/指示灯等进行了系统集成,研制了兼具照明与通信双重功能的通信装置(见图4b).利用该装置,对给出的并联供电系统进行了实验。
3.2照明状态时的均流特性实验
通过按键分别设定驱动器输出电压为0.5V、1.0V和3.0V,接上白光LED,分别读取两个DC/DC支路的工作电流I1和I2、LED两端的工作电压U0以及流经LED的工作电流I0,其测试结果如表1所示。
定义输出电压误差
其中U0,exp为实验测得的输出电压,U0,the为理论设定的输出电压。定义两支路电流偏差
由表1可见,测得的实际电压与设定值相比,3次测量的误差小于2%,两支路电流的偏差小于1%,实现了很好的稳压与均流效果。
3.3照明状态时的电源效率实验
定义供电电源的效率为
其中Ii和Ui分别该系统的输入电压和输入电流。在表1所示的3种驱动情况下,分别测量了电路输入电压,输入电流,输出电压和输出电流,进而计算出供电效率,其结果如表2所示。当电源输出电压较小时,电源的效率较小,当输出电压增大时,电源效率增大,可达80%以上。
3.4可见光通信状态时输出电压的线性区测试
当白光LED处于通信模式时,为保证通信质量,需要提供稳定、线性的驱动电压。为验证该供电系统的线性特性,将其用来驱动白光LED,同时使用可见光PIN探测器测试了探测器的响应。实验测得的PIN探测器输出电压随白光LED驱动电压的关系如图5所示。可以看出,当驱动电压小于1.6V时,白光LED进入非线性工作区。因此,当将该供电电源驱动白光LED进行可见光通信时,应使其输出电压(亦即Bias-Tee的直流输入电压)调整至线性区中间点(亦称为线性工作点),约为2.7V。