CN114126139A - 一种具有可见光通信功能的led驱动模块 - Google Patents

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文尚胜
丘志强
关伟鹏
刘满喜
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Abstract

本发明公开一种具有可见光通信功能的LED驱动模块，包括：依次连接稳压电路、控制电路和开关电路和LED恒流源电路，所述稳压电路连接LED恒流源电路；其中，所述LED恒流源电路，用于根据获取的220V交流电，输出电流为300mA且电压为72V的直流电；所述稳压电路，用于根据所述72V直流电，输出电压为5V直流电；所述控制电路，用于根据5V，输出编码后的PWM波形；所述开关电路，用于根据所述PWM信号，控制LED的亮灭。采用本发明的技术方案，可将LED用于光通信领域，实现了照明通信一体化功能。

Description

一种具有可见光通信功能的LED驱动模块
技术领域
本发明属于光通信技术领域，尤其涉及一种具有可见光通信功能的LED驱动模块。
背景技术
可见光通信技术作为一种新型的利用光脉冲来传递信息的无线通信技术，在满足日常照明需要的同时，还可以进行高速的数据传输。它不仅有着有着丰富的无需授权的免费带宽资源，受益于可见光不能穿透墙壁等遮挡物，这使得光信息难以被捕获也使得它同样具有较高的安全性。但是在目前的室内场景中，LED仅仅起到提供照明的作用，而没有很好地被运用于光通信领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种具有可见光通信功能的LED驱动模块，可将LED用于光通信领域，实现了照明通信一体化功能。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种具有可见光通信功能的LED驱动模块，包括：依次连接稳压电路、控制电路和开关电路和LED恒流源电路，所述稳压电路连接LED恒流源电路；其中，
所述LED恒流源电路，用于根据获取的220V交流电，输出电流为300mA且电压为72V的直流电；所述稳压电路，用于根据所述72V直流电，输出电压为5V直流电；所述控制电路，用于根据5V，输出编码后的PWM波形；所述开关电路，用于根据所述PWM信号，控制LED的亮灭。
作为优选，所述开关电路为MOS管开关电路模块。
作为优选，所述MOS管开关电路模块根据所述PWM信号，控制MOS管栅极的电压以控制MOS管的开关，进而控制LED的亮灭。
作为优选，控制电路包含降压模块和单片机模块；其中，
降压模块，用于将5V的直流电经过降为3.3V直流电；
单片机模块，用于根据所述3.3V直流电，产生编码后的PWM波形。
作为优选，控制电路输出的PWM信号经过三极管放大之后由MOS管开关控制LED亮灭，通过所述LED的亮灭传输二进制01数据，实现可见光通信。
作为优选，所述LED恒流源电路采用型号为BP3167E的LED恒流驱动芯片。
作为优选，所述稳压电路为DC－DCBUCK电路。
作为优选，所述降压模块为AMS117芯片。
作为优选，所述单片机模块为STM322最小系统板。
采用本发明的技术方案，220V的交流电经过LED恒流源电路在一方面输出电流为300mA的恒流源，以此驱动LED的发光，另一方面经过将电压降为72伏特。而72伏特的电压经过我们的稳压电路部分又转化为5V的电压源，以此驱动控制电路部分的STM32最小系统板。控制电路输出的PWM信号经过三极管放大之后由MOS管开关控制其亮灭，而LED的亮灭则可以传输二进制01数据，从而实现可见光通信功能。
附图说明
图1是本发明具有可见光通信功能的LED驱动模块的结构图；
图2是本发明实施例MOS管开关电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种具有可见光通信功能的LED驱动模块，包括：依次连接稳压电路、控制电路和开关电路和LED恒流源电路，所述稳压电路连接LED恒流源电路，控制电路包含降压模块和单片机模块，所述降压模块为AMS117芯片，所述单片机模块为STM32最小系统板，所述开关电路为MOS管开关电路模块。其中，所述LED恒流源电路，用于根据获取的220V交流电，输出电流为300mA且电压为72V的直流电；所述稳压电路，用于根据72V直流电，输出电压为5V直流电；所述控制电路，用于将5V的直流电经过AMS117芯片块降为3.3V直流电用来驱动STM322最小系统板，所述STM32模块用于产生编码后的PWM波形，并将其输入到开关电路中，所述5V的直流电经过AMS117芯片转化成3.3V的直流电并用来给STM32最小系统板供电；所述开关电路，用于根据控制电路输出的PWM信号，控制MOS管栅极的电压进而控制MOS管的开关，此时输出的电流大小足以驱动LED。220V的交流电经过LED恒流源电路在一方面输出电流为300mA的恒流源，以此驱动LED的发光，另一方面经过将电压降为72伏特。而72伏特的电压经过我们的稳压电路部分又转化为5V的电压源，以此驱动控制电路部分的STM32最小系统板。控制电路输出的PWM信号经过三极管放大之后由MOS管开关控制其亮灭，而LED的亮灭则可以传输二进制01数据，从而实现可见光通信功能。
作为本实施例的一种实施方式，对于LED恒流源电路，本发明采用型号为BP3167E的LED恒流驱动芯片，它是一款高精度反激型的LED恒流驱动芯片，可以为LED提供稳定的电流来确保光信号的稳定性。芯片工作在电感电流断续模式，是适用于AC85V-265V全范围输入电压的隔离反激型LED恒流电源，一方面，它可以输出电流大小为300mA的电流为LED的点亮供电，另一方面可以将电压降为72伏特为后续的稳压模块供电。
如图2所示，当控制电路的STM32最小系统板输出的PWM信号进入之后，首先由三极管将其放大，然后由模块中的MOS管开关控制LED的亮灭，从而实现光信息的传播。图2中，左侧1.2口模块为控制电路，其通过端口1输出高低电平。此时三极管Q111(上三极管)和Q222(下三极管)组成图腾柱电路，以增强电路的驱动能力。此时上三极管为NPN管，其b极接受端口1输出的信号，集电极连接电源，e极连接下三极管的c电极。下三极管为PNP管，其b极同样接受来自端口1输出的信号，c极连接上三极管的e极，e极接地。两个三极管根据端口1输出的高低电平分别相应的处于导通和截止状态且轮流工作。当端口1输出高电平时，上三极管导通且下三极管截止，MOS管栅极处于高电平且导通，此时右侧PZ-4模块的4引脚接受到低电平且使得LED亮。同理，当端口1输出低电平时，下三极管导通且上三极管截止，MOS管栅极处于低电平且截止，此时右侧PZ-4模块的4引脚接受到高电平且使得LED灭。由于STM32模块的输出电流不足以直接驱动LED，输出电压也并不能远远大于N沟道增强型MOS管的栅极开启电压Ugs(th)，因而恒流源电路提供了一个大电流给LED供电，而在MOS管开关电路模块中由于上拉电阻R1的存在拉高了电位，使得MOS管在导通或者不导通的状态下PZ-4模块的4个端口能接受到高低电平从而控制MOS管的高频开关，从而在大功率LED的稳定照明下，仍然能够实现可见光通信功能。
采用本发明的技术方案，对于室内的可见光通信技术，可以利用现成的LED照明灯具，这大大降低了其搭建和运营维护成本。可见光通信技术是将控制电路模块调制好的信息用LED作为光源发出高频亮灭的光信号在自由光空间中传播，其中LED亮代表数据“1”,LED灭代表数据“0”，以此传输我们的二进制数据。同时利用光电转化器件将接收到的光信号转化成电信号，随后进而进行放大、滤波等处理，再将电信号进行解码等操作从而实现通信的功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，包括：依次连接稳压电路、控制电路和开关电路和LED恒流源电路，所述稳压电路连接LED恒流源电路；其中，
所述LED恒流源电路，用于根据获取的220V交流电，输出电流为300mA且电压为72V的直流电；所述稳压电路，用于根据所述72V直流电，输出电压为5V直流电；所述控制电路，用于根据5V，输出编码后的PWM波形；所述开关电路，用于根据所述PWM信号，控制LED的亮灭。
2.如权利要求1所述具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，所述开关电路为MOS管开关电路模块。
3.如权利要求2所述具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，所述MOS管开关电路模块根据所述PWM信号，控制MOS管栅极的电压以控制MOS管的开关，进而控制LED的亮灭。
4.如权利要求3所述具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，控制电路包含降压模块和单片机模块；其中，
降压模块，用于将5V的直流电经过降为3.3V直流电；
单片机模块，用于根据所述3.3V直流电，产生编码后的PWM波形。
5.如权利要求4所述具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，控制电路输出的PWM信号经过三极管放大之后由MOS管开关控制LED亮灭，通过所述LED的亮灭传输二进制01数据，实现可见光通信。
6.如权利要求5所述具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，所述LED恒流源电路采用型号为BP3167E的LED恒流驱动芯片。
7.如权利要求6所述具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，所述稳压电路为DC－DC BUCK电路。
8.如权利要求7所述具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，所述降压模块为AMS117芯片。
9.如权利要求8所述具有可见光通信功能的LED驱动模块，其特征在于，所述单片机模块为STM322最小系统板。
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