白光LED室内可见光通信研究

【摘要】 白光LED的出现和广泛应用极大的推动了可见光信息通信的发展，其不仅凭借发光率高、驱动电压和功耗低、使用寿命长的特点，逐渐取代传统照明设备，在室内照明领域得到广泛应用，而且将其与无线光通信系统结合应用可以满足室内用户的网络需求，所以其自产生起一直受到广泛的关注，而LED自身特征决定，白光LED室内可见光通信的实现对其驱动电源具有严重的依赖性，所以本文结合其驱动电源对白光LED室内可见光通信展开研究，为我国可见光通信的持续深入发展作出努力。

【关键词】 白光LED 室内可见光通信 驱动电源

前言：白光LED凭借其自身优点被广泛应用于室内照明领域的同时，凭借其响应时间短、调直速度快的特征逐渐渗透到通信领域，而且其在实际应用中表现出较高的发射功率、对无线电频谱的占用率低、不产生电磁干扰和辐射，节约资源等优点，得到有效推广，而白光LED室内可见光通信的实现对其驱动光源设计具有较强的依赖性，所以从此方面展开研究对深化此技术具有重要意义。

一、白光LED室内可见光通信驱动电源分析

LED室内可见光通信是以可见光发光二极管LED比传统照明设备切换速度快的特点，利用室内大型显示屏、照明设备、信号器等发生出直接用肉眼观察不到的高速调制光波信号，实现信息的调制和传输，并利用光电转换器对信号接收，实现信息通信，其光信号发射部分和光信号接收部分的实现都需要对信号进行转换，而这需要其驱动光源提供支持，LED驱动电源作为直接将电源供应转化成特定电压电流，实现对LED驱动发光的转换器，其可以随着LED正向电压的变化而对电压进行改变，白光LED的发光强度和其应用时需要的正向电流呈正比例关系，而且在其应用过程中会产生导通电压，通常情况下电流在20毫安左右时，其导向电压在3至3.5伏之间，其并不能满足实际需求，所以在实际应用中需要驱动电源实现多个白光LED的串联或并联[1]。

为避免驱动电流超出白光LED的最大额定值，使其达到预期亮度标准，要实现恒流驱动，所以通常情况下其驱动电源要具有较迅速的启动反应，在毫秒级的相应时间内就可以完成全光通输出，而且对气候变化、振动有较好的适应、抵抗能力，使用寿命长久，具有良好的可控性，可以对其下射光通比进行调整，而且具有高水平的光效等特点，能够增加白光LED恒流输出中的温度负反馈，预防外界不利环境对其使用寿命的影响，起到保护作用[2]。

二、白光LED室内可见光通信驱动电源优化

在调制度不发生任何变化的情况下，LED所输出交流光功率缩减为某低频参考频率值的二分之一时，与之相应的频率即调制带宽，而LED在无线光通信中数据传输的速度，直接受到调制带宽的影响，而载流子寿命和结电容又会影响其高速调制，几十兆赫兹的白光LED并不能够满足高比特速率系统的应用标准，此时需要优化驱动电源对LED进行改进。首先，当白光LED的驱动电源输出路数较复杂时，其出路之间的电流干扰越大，解决成本越高，而且输出的电流较高会导致线路发热，经大量计算显示白光LED的发热量通常是电流的平方，换句话说电流为原来的三倍，其发热量将为原来的九倍，所以白光LED室内可见光通信驱动电源应尽可能选用单路或双路输出的形式，而且电流量应尽可能的缩减；其次，当白光LED做室内可见光应用时，其应该实现智能化控制，所谓智能化控制不仅限于光源的开关，而且可以根据照明需要及外界环境的变化，对自身亮度进行调节，这不仅有利于能源节约，而且在亮度改变时，所需要通过的电流量也要随之改变，使线路的发热量得到有效的控制；再次，受功率越大，发热愈加明显，LED内部散热效果越差的影响，LED驱动电源应向小功率方向发展，其不仅可以缩减成本投入，而且也可以有效的降低白光LED事故发生的概率，延长白光LED的使用寿命，以此缓解白光LED室内可见光通信应用中出现的芯片发热、功率管发热、工作频率降频、白光LED电流过大等问题[3]。

但在实际应用中白光LED驱动电源虽然缓解了散热难题、有效的提升白光LED的使用寿命，但其对功率的描绘方面，如何在LED高温环境作业下加大功率余量，以保证白光LED的使用寿命；在元件选型时如何利用漂移的高温状况参数选择适合的电解电容和导线，以延长元件在的使用寿命；在针对白光LED进行恒流参数描绘时，如何控制批量电流差错，降低白光LED的正向压误差等问题仍然存在，需要在白光LED室内可见光通信深化的过程中逐步完善，由此可见驱动电源是白光LED室内可见光通信实现的重要保证，其优化过程将直接推动白光LED室内可见光通信效果的提升。

三、结论

通过上述分析可以发现，随着白光LED的推广使用，我国的照明领域和通信领域都发生了明显的变化，而LED自身属于具有负温度特征的特性敏感半导体器件，在室内可见光通信功能发挥时需要稳定其工作状态并有效保护，所以驱动光源方面在白光LED室内可见光通信研究中至关重要。

参 考 文 献

[2]沈振民.基于LED的室内可见光通信信道建模及光学接收端研究[D].北京：北京理工大学，2014.

[3]吴瑕.基于LED的室内可见光通信系统的研究与设计[D].武汉：华中师范大学，2014.