高速led光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種LED調(diào)制器，尤其涉及一種高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器。
【背景技術(shù)】
[0002]光通信是要實(shí)現(xiàn)超高速的光開(kāi)關(guān)速率，而并不是常見(jiàn)電路中的高速開(kāi)關(guān)，這里強(qiáng)調(diào)的是光的開(kāi)關(guān)速率，并非電子或空穴的開(kāi)關(guān)速率；光通信用以補(bǔ)充WIFI等無(wú)線通信應(yīng)用的不足，在某些領(lǐng)域替代WIFI成為一種全新的通信方式。LED光通信技術(shù)是近年來(lái)逐步發(fā)展起來(lái)的一種全新的通信技術(shù)，很多相關(guān)的技術(shù)研宄還處在起步階段，尤其在高速LED器件、高速開(kāi)關(guān)電路的技術(shù)更是幾乎空白。LED串聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行簡(jiǎn)單調(diào)制，缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)速度嚴(yán)重受限，載流子復(fù)合速率不高且剩余載流子泯滅時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使得光通信效果很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決得技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器，本高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器采用了諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制法、過(guò)沖開(kāi)通法、反向注入法、能帶彎曲矯正法和創(chuàng)新的時(shí)序控制、準(zhǔn)開(kāi)關(guān)控制，使其光開(kāi)關(guān)速率快，光通信效果好。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器，包括供電單元、電感、電阻、開(kāi)關(guān)K101、LED、電流源I1、電流源12 ;其特征在于:供電單元是限壓恒流控制單元，控制單元用于產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制；供電單元、電感、電阻和電流源Il依次串聯(lián)形成回路；LED陽(yáng)極與供電單元正極連接，陰極通過(guò)開(kāi)關(guān)KlOl與電流源12正極連接；電流源Il負(fù)極、電流源12負(fù)極以及供電單元負(fù)極共地；LED陰極與電流源Il正極連接；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，使開(kāi)關(guān)KlOl導(dǎo)通時(shí)，限壓恒流控制單元通過(guò)電流源Il和電流源12并聯(lián)對(duì)LED正向供電，使LED快速過(guò)沖開(kāi)通，同時(shí)電感儲(chǔ)能；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷時(shí)，恒流電流下降，電感產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向電壓，在LED電流下降時(shí)間內(nèi)對(duì)LED反向供電，使LED光強(qiáng)快速下降。當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷時(shí)，僅有電流源12，電流源Il關(guān)閉，恒流電流下降。另外通過(guò)精確調(diào)整電感感值可控制反向供電時(shí)間，使其與LED電關(guān)斷時(shí)間可比擬，從而避免能帶彎曲所帶來(lái)的載流子輻射復(fù)合效率下降而使光關(guān)斷速率加快。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的另一種技術(shù)方案為:高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器，包括供電單元、電感、電容、電阻、開(kāi)關(guān)KlOl、LED、電流源I1、電流源12 ;其特征在于:供電單元是限壓恒流控制單元，控制單元用于產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制；供電單元、電感、電容、電阻和電流源Il依次串聯(lián)形成回路；LED陽(yáng)極與供電單元正極連接，陰極通過(guò)開(kāi)關(guān)KlOl與電流源12正極連接；電流源Il負(fù)極、電流源12負(fù)極以及供電單元負(fù)極共地；LED陰極與電流源Il正極連接；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，使開(kāi)關(guān)KlOl導(dǎo)通時(shí)，限壓恒流控制單元通過(guò)電流源Il和電流源12并聯(lián)對(duì)LED正向供電，使LED快速過(guò)沖開(kāi)通，同時(shí)電容通過(guò)電感進(jìn)行儲(chǔ)能；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷時(shí)，恒流電流下降，電感與電容發(fā)生諧振并且產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向電壓，在LED電流下降時(shí)間內(nèi)對(duì)LED反向供電，使LED光強(qiáng)快速下降。通過(guò)精確調(diào)整電容和電感的諧振參數(shù)可控制反向供電時(shí)間，使其與LED電關(guān)斷時(shí)間可比擬，從而避免能帶彎曲所帶來(lái)的載流子輻射復(fù)合效率下降而使光關(guān)斷速率加快。當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷時(shí)，僅有電流源12，電流源Il關(guān)閉，恒流電流下降。
[0006]本發(fā)明采用了改良的準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制法以及創(chuàng)新的時(shí)序控制，參見(jiàn)圖3和圖4，時(shí)序控制的作用是使反向電壓并非在關(guān)斷時(shí)間內(nèi)一直加載，而是加載一段特定的時(shí)間，使得在減少關(guān)斷下降時(shí)間的同時(shí)又不至于使能帶彎曲加劇，時(shí)序的控制是通過(guò)對(duì)電感的感值或電感電容的諧振參數(shù)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明的工作過(guò)程共分為2個(gè)階段:
[0008]1.開(kāi)關(guān)KlOl導(dǎo)通:此時(shí)恒壓供電單元通過(guò)電流源Il和電流源12并聯(lián)對(duì)LED正向供電，由于采用了限壓+恒流的供電單元，使得LED正向得到了高濃度的載流子注入，使LED快速過(guò)沖開(kāi)通，同時(shí)諧振電感儲(chǔ)能，或者是諧振電容通過(guò)諧振電感進(jìn)行儲(chǔ)能；
[0009]2.開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷:此時(shí)恒流電流下降，僅有電流源12，電流源Il關(guān)閉，電感或者電感與電容發(fā)生諧振產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向電壓，在LED電流下降，時(shí)間內(nèi)對(duì)LED反向供電，使得LED反向得到了快速的載流子注入，使得剩余載流子迅速?gòu)?fù)合泯滅，使LED光強(qiáng)快速下降，該反向注入的時(shí)間要控制得很好，時(shí)間非常短，僅提供一個(gè)讓LED電流，快速下降的推動(dòng)力。
[0010]所謂過(guò)沖開(kāi)通，是指LED在啟動(dòng)的上升階段處于瞬時(shí)過(guò)電流工作狀態(tài)，隨后才進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的恒流工作狀態(tài)。所謂電關(guān)斷和光關(guān)斷是指LED實(shí)際上有兩個(gè)關(guān)斷過(guò)程，一個(gè)是將外加載的電切斷，稱為電關(guān)斷，此時(shí)LED并不會(huì)立刻熄滅，而是在經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間之后才熄滅；光的熄滅稱之為光關(guān)斷，那么，與之對(duì)應(yīng)的也有電開(kāi)啟和光開(kāi)啟，也即是說(shuō)，LED的電和光是有一定的時(shí)序關(guān)系的。
[0011]本發(fā)明通過(guò)控制LED的載流子注入條件，使得LED電流不是從0% -100%的變化，而是從高于0%的一個(gè)低值向100%變化，因而LED始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，LED的開(kāi)關(guān)速率完全受制于載流子的注入速率和復(fù)合速率，由此提高了載流子的復(fù)合速率，使得開(kāi)關(guān)速度大幅度提高；通過(guò)控制對(duì)開(kāi)通時(shí)的載流子過(guò)注入以及關(guān)斷時(shí)的載流子反向注入，提高了載流子的復(fù)合速率，使得開(kāi)關(guān)速度大幅度提高；通過(guò)時(shí)序控制降低能帶彎曲，提高載流子輻射復(fù)合。本發(fā)明開(kāi)關(guān)快，光通信效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的時(shí)序解析示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明的時(shí)序?qū)Ρ刃Ч疽鈭D。
[0016]下面結(jié)構(gòu)和附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
[0018]參見(jiàn)圖1，本高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器，包括供電單元、電感、電阻、開(kāi)關(guān)K101、LED、電流源I1、電流源12 ;其特征在于:供電單元是限壓恒流控制單元，控制單元用于產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制；供電單元、電感、電阻和電流源Il依次串聯(lián)形成回路；LED陽(yáng)極與供電單元正極連接，陰極通過(guò)開(kāi)關(guān)KlOl與電流源12正極連接；電流源Il負(fù)極、電流源12負(fù)極以及供電單元負(fù)極共地；LED陰極與電流源Il正極連接；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，使開(kāi)關(guān)KlOl導(dǎo)通時(shí)，限壓恒流控制單元通過(guò)電流源Il和電流源12并聯(lián)對(duì)LED正向供電，使LED快速過(guò)沖開(kāi)通，同時(shí)電感儲(chǔ)能；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷時(shí)，恒流電流下降，電感產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向電壓，在LED電流下降時(shí)間內(nèi)對(duì)LED反向供電，使LED光強(qiáng)快速下降。通過(guò)精確調(diào)整電感感值可控制反向供電時(shí)間，使其與LED電關(guān)斷時(shí)間可比擬，從而避免能帶彎曲所帶來(lái)的載流子輻射復(fù)合效率下降而使光關(guān)斷速率加快。
[0019]實(shí)施例2
[0020]參見(jiàn)圖2，本高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器，包括供電單元、電感、電容、電阻、開(kāi)關(guān)K101、LED、電流源I1、電流源12 ;其特征在于:供電單元是限壓恒流控制單元，控制單元用于產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制；供電單元、電感、電容、電阻和電流源Il依次串聯(lián)形成回路；LED陽(yáng)極與供電單元正極連接，陰極通過(guò)開(kāi)關(guān)KlOl與電流源12正極連接；電流源Il負(fù)極、電流源12負(fù)極以及供電單元負(fù)極共地；LED陰極與電流源Il正極連接；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，使開(kāi)關(guān)KlOl導(dǎo)通時(shí)，限壓恒流控制單元通過(guò)電流源Il和電流源12并聯(lián)對(duì)LED正向供電，使LED快速過(guò)沖開(kāi)通，同時(shí)電容通過(guò)電感進(jìn)行儲(chǔ)能；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷時(shí)，恒流電流下降，電感與電容發(fā)生諧振并且產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向電壓，在LED電流下降時(shí)間內(nèi)對(duì)LED反向供電，使LED光強(qiáng)快速下降。通過(guò)精確調(diào)整電容電感諧振參數(shù)可控制反向供電時(shí)間，使其與LED電關(guān)斷時(shí)間可比擬，從而避免能帶彎曲所帶來(lái)的載流子輻射復(fù)合效率下降而使光關(guān)斷速率加快。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器，包括供電單元、電感、電阻、開(kāi)關(guān)K101、LED、電流源I1、電流源12 ;其特征在于:供電單元是限壓恒流控制單元，控制單元用于產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制；供電單元、電感、電阻和電流源Il依次串聯(lián)形成回路；LED陽(yáng)極與供電單元正極連接，陰極通過(guò)開(kāi)關(guān)KlOl與電流源12正極連接；電流源Il負(fù)極、電流源12負(fù)極以及供電單元負(fù)極共地；LED陰極與電流源Il正極連接；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，使開(kāi)關(guān)KlOl導(dǎo)通時(shí)，限壓恒流控制單元通過(guò)電流源Il和電流源12并聯(lián)對(duì)LED正向供電，使LED快速過(guò)沖開(kāi)通，同時(shí)電感儲(chǔ)能；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷時(shí)，恒流電流下降，電感產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向電壓，在LED電流下降時(shí)間內(nèi)對(duì)LED反向供電，使LED光強(qiáng)快速下降。2.一種高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器，包括供電單元、電感、電容、電阻、開(kāi)關(guān)KlOU LED、電流源I1、電流源12 ;其特征在于:供電單元是限壓恒流控制單元，控制單元用于產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制；供電單元、電感、電容、電阻和電流源Ii依次串聯(lián)形成回路；LED陽(yáng)極與供電單元正極連接，陰極通過(guò)開(kāi)關(guān)KlOl與電流源12正極連接；電流源Il負(fù)極、電流源12負(fù)極以及供電單元負(fù)極共地；LED陰極與電流源Il正極連接；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，使開(kāi)關(guān)KlOl導(dǎo)通時(shí)，限壓恒流控制單元通過(guò)電流源Il和電流源12并聯(lián)對(duì)LED正向供電，使LED快速過(guò)沖開(kāi)通，同時(shí)電容通過(guò)電感進(jìn)行儲(chǔ)能；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)KlOl關(guān)斷時(shí)，恒流電流下降，電感與電容發(fā)生諧振并且產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向電壓，在LED電流下降時(shí)間內(nèi)對(duì)LED反向供電，使LED光強(qiáng)快速下降。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高速LED光通信諧振式準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)制器，供電單元是限壓恒流控制單元，控制單元用于產(chǎn)生并輸出控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制；供電單元、電感、電阻和電流源I1依次串聯(lián)形成回路；LED陽(yáng)極與供電單元正極連接，陰極通過(guò)開(kāi)關(guān)K101與電流源I2正極連接；LED陰極與電流源I1正極連接；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，使開(kāi)關(guān)K101導(dǎo)通時(shí)，限壓恒流控制單元對(duì)LED正向供電，使LED快速開(kāi)通；同時(shí)，電感儲(chǔ)能；當(dāng)控制單元發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)K101關(guān)斷時(shí)，恒流電流下降，電感產(chǎn)生一個(gè)負(fù)向電壓，在LED電流下降時(shí)間內(nèi)對(duì)LED反向供電，使LED光強(qiáng)快速下降。本發(fā)明開(kāi)關(guān)快，光通信效果好。
【IPC分類】H04B10/516
【公開(kāi)號(hào)】CN104917571
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510330038
【發(fā)明人】陳敦軍, 雷建明, 謝自力
【申請(qǐng)人】南京南大光電工程研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月15日