[发明专利]一种集成可见光通信灯的单级LED驱动电路

权利要求书

1.一种集成可见光通信灯的单级LED驱动电路，其特征在于：包括单相交流输入电源u_in、单相整流桥DB、第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、第一功率二极管D₁、第二功率二极管D₂、可见光通信LED灯LIFI-LED、第一电感L₁、第二电感L₂、第一输出储能电容C_S1、第二输出储能电容C_S2、输出滤波电容C_O2、中间电容C_n、高频变压器Tx和照明LED灯负载，所述高频变压器Tx包含原边绕组Np、副边主绕组Ns1和副边辅助绕组Ns2；

所述单相交流输入电源u_in的两个输入端分别与所述单相整流桥DB的两个交流输入端相连，所述单相整流桥DB的直流侧正输出端与所述高频变压器Tx的原边绕组Np同名端相连，所述单相整流桥DB的直流侧负输出端与所述第一功率开关管S₁的源极相连；所述高频变压器Tx的原边绕组Np非同名端与所述第一功率开关管S₁的漏极相连；所述高频变压器Tx的副边主绕组Ns1非同名端与所述第一功率二极管D₁的阳极相连，所述高频变压器Tx的副边主绕组Ns1同名端与所述第一输出储能电容C_S1的负极性端、所述输出滤波电容C_O2的一端、所述第二功率开关管S₂的源极以及所述可见光通信LED灯LIFI-LED的负端相连；所述第一功率二极管D₁的阴极与所述第一输出储能电容C_S1的正极性端以及所述照明LED灯负载的阳极相连；所述高频变压器Tx的副边辅助绕组Ns2非同名端与所述第二功率二极管D₂的阳极相连，所述高频变压器Tx的副边辅助绕组Ns2同名端与所述第二输出储能电容C_S2的负极性端、所述第二电感L₂的一端、所述输出滤波电容C_O2的另一端以及所述照明LED灯负载的阴极相连；所述第二功率二极管D₂的阴极与所述第二输出电容C_S2的正极性端以及第一电感L₁的一端相连，所述第一电感L₁的另一端与第二功率开关管S₂的漏极以及所述中间电容C_n的一端相连，所述中间电容C_n的另一端与所述可见光通信LED灯LIFI-LED的正端以及第二电感L2的另一端相连；

可见光通信LED灯LIFI-LED控制采用瞬时电流反馈闭环调制方法，包括以下步骤：

步骤1：由可见光通信所需光亮度参量B-L和可见光通信数据对应光亮度参量B-VLC之和，构成通信LED灯LIFI-LED的总光输出P-optic；

步骤2：由总光输出P-optic和LIFI-LED灯电流传函K(s)得到输出瞬时电流参考量io-ref；采样LIFI-LED灯输出瞬时电流反馈；

步骤3：由瞬时反馈电流io、电流参考量io-ref和误差放大器OP构成闭环反馈补偿网络；经PWM调制单元得到第二功率开关管S₂占空比调节LIFI-LED灯可见光通信亮度和通信数据所需电流。

2.根据权利要求1所述的一种集成可见光通信灯的单级LED驱动电路，其特征在于：所述单相交流输入电源u_in、单相整流桥DB，第一功率开关管S₁、高频变压器Tx、第一功率二极管D₁、第一输出储能电容C_S1、第二功率二极管D₂以及第二输出储能电容C_S2构成双绕组输出的Flyback电路；所述第二输出储能电容C_S2、第二功率开关管S₂、可见光通信LED灯LIFI-LED、第二电感L₂、中间电容C_n以及输出滤波电容C_O2构成Step-down Cuk电路。