0 引言

　　隨著人們對節能環保型光源的需求以及白光LED(Light Emitting Devices)制作工藝的進步，高效率、低功耗、長壽命的綠色光源——白光LED將逐漸替代傳統白熾燈和熒光燈等照明設備¨刮，成為下一代照明設備的首選。在照明的同時，利用白光LED進行室內外可見光通信(VLC：Visible LightCommunication)也是近年來新興的一種短途無線通信技術¨。?。筆者研究了基于白光LED的VLC通信技術與系統，實現了短距離數據傳輸L1l，12 J。為了實現白光LED的照明和通訊雙重功能，大電流、高效率、長壽命的供電系統是關鍵，既要滿足高速可見光通信需求(要求對LED提供高速調制信號以形成MHz的亮度調制)，又要滿足大電流的視覺亮度需求(即可對LED提供穩定的直流工作點)。合理的直流偏置可為LED提供最佳的線性調制區，提高調制深度，進而可改善通信性能。與線性電源相比，DC/DC(Direst Cunent)開關電源具有效率高的優勢，成為電源設計的首選¨3’14J。為滿足白光LED的高效照明和高速通信的需要，同時也為延長電源使用壽命，筆者設計并研制了一種推挽式高效均流雙DC/DC并聯供電系統。

　　1 系統結構和原理

　　大功率白光LED的供電系統需提供大電流并具備高穩定性，相比多支路并聯供電系統而言，在同等電流需求下，單支路供電系統需提供的電流更大，因此單支路型電源的壽命短。鑒于此，設計了雙支路DC/DC并聯供電系統，兩個支路實現分流工作，既提高了效率，又延長了使用壽命，具有傳統驅動系統不可比擬的優點。

　　設計方案如圖1所示，采用兩個DC/DC支路同為Buck型降壓電路¨引、電子開關實現支路電流調節、PWM(Pulse Width Modulation)驅動信號占空比實現穩壓、霍爾電流傳感器并輔以調整、比較、延時等電路實現過流保護。所設計的驅動電源包括4部分：雙DC/DC并聯模塊;電壓、電流采樣模塊;過流保護及自恢復模塊;ARM7(LPC2148)主控模塊。圖l中(1)為DC/DC支路2的控制信號PWM2，其占空比決定支路2的輸出電壓;(2)為DC/DC支路1的控制信號PWMl，其占空比決定支路1的輸出電壓;(3)為均流控制信號PWM3。系統工作原理是：利用兩PMOS(P—channel Metal—Oxide—Semiconductor)電子開關(Electronic switch 1、Electronic switch 2)實現兩支路均流，通過采集輸出電壓并調節PWMl和PWM2的占空比實現穩壓，通過霍爾電流傳感器并輔以調整、比較、延時等電路實現過流保護。

　　2 系統的模塊化設計

　　2.1 DC/DC Buck型穩壓電路

　　兩個DC/DC支路采用PWM(Pulse Width Modulation)控制的Buck型降壓電路(見圖2)。圖2中OUTl為支路1的輸出電壓，OUT2為支路2的輸出電壓。利用電感和電容的儲能特性，隨著PMOS管不停地導通和關斷，具有較大電壓波動的直流電源能量斷續地經過開關管，暫時以磁場能形式存儲在電感器中，然后經電容濾波得到連續的能量傳送到負載，得到脈動較小的直流電壓，實現DC/DC變換。PMOS管型號為S14405，PMOS驅動器為ADP3624;PWMl、PWM2為由ARM7產生的頻率固定、占空比可調的方波信號，可分別調節兩DC/DC支路的輸出電壓。為得到穩定的輸出電壓，采取如下設計方案：

　　1)合理選擇PWM頻率，有效降低輸出電壓的紋波系數，設計中取為20 kHz;

　　2)當負載變化時，通過計算輸出電壓(由AD采樣獲得)與目標值的差值大小，采用模糊PID(Pro—portion—Integral—Derivative)算法¨6|，調節PWMl、PWM2的占空比，在較短時間內，調整輸出電壓至所需的穩定值。

　　兩個DC/DC支路的均流方案如下：在兩個DC/DC支路的輸出端分別接高速PMOS電子開關，利用ARM7輸出一個50%占空比的方波信號(PWM3)控制一路PMOS電子開關，同時利用該方波信號的反相信號控制另一支路的PMOS電子開關。由于兩支路輸出電壓相等，且在推挽模式下各工作50%時間，進而可實現均流作用。