自从LED作为第四代照明光源出现,各行各业中采用LED作为人工光源成为趋势。在室内种植发展迅速的今天,采用LED作为人工补光光源已经成为一种成熟的提高种植物产出产量以及品质的方法。通常的LED植物灯输出连续光照,但有研究表明,脉冲光有助于促进植物生长以及节约能源。目前常见的LED脉冲光驱动器通常采用开关电源驱动,使用多个开关管控制LED电流,但较多的开关管会消耗一定能量,影响效率,并且需要多个信号源对开关管进行控制。因此本文设计了一种使用Buck单管电路的脉冲能量可控的高效率LED植物灯驱动电源,能够独立调节LED输出脉冲光的脉冲频率、脉冲占空比以及瞬时光照强度。本文设计的脉冲能量可控的植物灯采用单管Buck电路作为LED驱动电路,通过控制Buck电路启动和关闭以实现LED输出脉冲光。但采用单管Buck电路控制LED输出脉冲光存在脉冲光频率可调范围受限问题,这是由于Buck电路启动时输出电流存在上升时间,关断时输出电流存在下降时间,导致当脉冲光频率过高时,脉冲光亮区电流无法达到稳定,暗区电流无法下降至0。为了提高可调脉冲频率范围并减小纹波,提出了双缘调制脉冲序列（DEMPT）与PID相结合的控制模式（DEMPT-PID）,能够在缩短输出电流上升时间的基础上抑制过冲。同时搭建了实验样机验证了DEMPT-PID控制的可行性。本文第二章分析了采用单管Buck电路输出脉冲光时,限制输出脉冲光频率可调范围原因。由于Buck电路启动与关断存在上升时间与下降时间,所以导致脉冲光频率无法调节至较高频率。因此通过对单管Buck电路进行建模,分析滤波电感L与输出滤波电容C对理想上升时间与理想下降时间的影响,从而确定电路元件选值。最终根据负载LED的等效选值,选取合适的滤波元件参数参数,以保证脉冲光的可调节频率。第三章介绍了 DEMPT-PID控制模式的工作原理与实验验证。DEMPT-PID控制是通过在调光周期起始时使用DEMPT控制,当DEMPT完成了输出电流上升阶段与过冲抑制阶段时,则切换为PID控制。通过采用DEMPT的高动态性能以缩短电路输出电流上升时间,同时由于DEMPT稳态下存在较大振荡,且电流调节不精准,因此通过将DEMPT模式切换为PID模式,以消除DEMPT控制稳态时的低频振荡,并提高输出电流调节精度。为了保证输出电流的上升时间满足调光频率要求,DEMPT-PID控制的参数根据上一调光周期的输出电流波形而自适应变化,以确保输出脉冲光质量。最后通过实验验证了 DEMPT-PID控制的可行性。第四章为LED植物灯的整体设计,包含LED光质选择,LED光分布优化,驱动控制模块设计,控制模式设计等部分。通过增加二次透镜优化光斑问题并使得光照范围更加集中,提高了光能利用率。为LED驱动系统设计了预存模式以及动态模式,以实现光照环境的动态精准调节,最后对输出不同光质的效率进行了测试。第五章应用了本文设计的LED脉冲能量可调植物灯进行植物种植实验,以验证脉冲光对植物生长的促进作用和能量节约效果。采用四组光照环境,分别使用连续光的参照组CK、使用脉冲频率为1kHz,占空比为50%的T1、使用脉冲频率为1kHz,占空比为70%的T2,以及采用交错脉冲模式,脉冲频率为1kHz,占空比为50%的T3。通过分析以上四组光照环境处理下的水培生菜数据,得出结论为T1为最适宜水培生菜的光照,即能够一定程度促进植物生长,又能够节约能量。