[發(fā)明專利]基于無線電能傳輸技術(shù)的便攜式智能LED燈設(shè)計(jì)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210114852.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN102724782A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛明;李勁松;劉東;張獻(xiàn);金亮;李陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B37/00
• 分類號(hào): H05B37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

無線電能傳輸技術(shù)作為一種新的電能傳輸技術(shù)，使人們?cè)陔姎饣钪袛[脫了電線的束縛。無線電能傳輸就是應(yīng)用物理原理實(shí)現(xiàn)了非輻射性無線能量的傳輸，即兩個(gè)相同頻率的諧振物體將會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的相互耦合，而與遠(yuǎn)離諧振環(huán)境的物體有較弱的交互，從而兩物體間發(fā)生諧振，實(shí)現(xiàn)了電能的傳輸。

本發(fā)明是對(duì)無線電能傳輸技術(shù)的直接應(yīng)用，通過對(duì)發(fā)射裝置、接受裝置、兩部分的設(shè)計(jì)，使LED燈能穩(wěn)定工作，為人們的學(xué)習(xí)和生活帶來了方便。實(shí)現(xiàn)了電能傳輸?shù)臒o線化和節(jié)能環(huán)保的技術(shù)理念。

背景技術(shù)

人類進(jìn)入電氣時(shí)代以來，生活便再也離不開電，由于電能儲(chǔ)存技術(shù)的限制，我們的電氣化生活總是被一根電線所束縛。電線的長度成了人們生活的半徑，電線再一次成為了人類的枷鎖。而電力無線傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)的意義不言而喻。

便攜式智能LED燈就是利用了無線電能傳輸技術(shù)，使人們遠(yuǎn)離電線帶來的危險(xiǎn)，具有安全、便捷、使用靈活的優(yōu)點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保能源。它可應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，例如兒童學(xué)習(xí)、外出旅游、家具壁燈等，在不久的將來必將得到廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為人們的學(xué)習(xí)與工作提供一個(gè)便攜、靈活、綠色的照明裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：由芯片MAX038產(chǎn)生正弦信號(hào)，基于BLF175的放大電路對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行放大后輸入到發(fā)射線圈，發(fā)射線圈與接收線圈發(fā)生耦合諧振，實(shí)現(xiàn)能量的無線傳輸，由于接收到的電壓為交流信號(hào)，故采用同步整流電路對(duì)其整流，從而輸出直流信號(hào)到負(fù)載電路，通過對(duì)負(fù)載電路按鍵的控制可實(shí)現(xiàn)LED燈亮度的調(diào)諧。整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成如下：負(fù)載電路發(fā)射裝置：包括正弦信號(hào)發(fā)生電路(2)、信號(hào)放大電路(3)、發(fā)射線圈(4)；接受裝置：包括接收線圈(5)、同步整流電路(6)、負(fù)載電路(7)兩部分。

本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的功能是：通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)輸入5V電壓，使9個(gè)LED燈能正常發(fā)光，滿足人們學(xué)習(xí)工作的需要。

附圖說明

圖1是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體框；

圖2是基于MAX038的信號(hào)發(fā)生電路；

圖3是基于BLF175的放大電路；

圖4是發(fā)射線圈；

圖5是接收線圈；

圖6是同步整流電路；

圖7是負(fù)載電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明的便攜式LED燈做出詳細(xì)說明。

如圖2所示，芯片MAX038由5V電壓供電，輸出頻率可由外接振蕩電容器COSC的容量、參考電流IIN及頻率調(diào)節(jié)電壓VFADJ決定，接在REF(+2.5V)和FADJ之間的可變電阻RF可調(diào)整頻率，本發(fā)明設(shè)計(jì)的參數(shù)如圖，可輸出頻率范圍為0.1MHz～28MHz正弦信號(hào)，波形的輸出幅度為2V(P-P)。

如圖3所示，基于BLF175的寬帶線性放大器，工作頻率范圍在1.6～28兆赫茲，系統(tǒng)阻抗50Ω。可對(duì)MAX038輸出的正弦波進(jìn)行放大，輸出端的輸出功率為30W?PEP，能有效地降低晶體管的非線性傳輸特性導(dǎo)致的互調(diào)失真。從而，把放大的正弦波提供給發(fā)射線圈。

如圖4所示，發(fā)射線圈(4)，設(shè)計(jì)參數(shù)均為直徑200mm，線徑0.8mm，匝數(shù)8圈，由此可推出線圈諧振頻率為9MHz(線圈減無縫隙，可忽略寄生電容)。調(diào)諧發(fā)射線圈的輸入頻率為9M，使發(fā)射線圈與接收線圈之間發(fā)生耦合諧振。從而，保證了能量傳輸?shù)木嚯x最大，效率最高。

如圖5所示，接收線圈(5)，設(shè)計(jì)參數(shù)與發(fā)射線圈(4)相同。可輸出交流電壓到同步整流電路。

如圖6所示，同步整流電路(6)，采用自驅(qū)動(dòng)方式，其末端還接有RC組成的濾波電路。可通過對(duì)功率MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，輸出紋波較小的直流電壓。通過濾波電路可輸出平滑的直流電壓。

如圖7所示，負(fù)載電路(7)由3個(gè)按鍵和9個(gè)LED燈組成，通過對(duì)3個(gè)按鍵的控制可實(shí)現(xiàn)LED燈的亮度調(diào)節(jié)。

綜上所述：發(fā)射裝置接通5V電源，通過控制接收電路中負(fù)載電路的按鍵，即可實(shí)現(xiàn)9個(gè)LED燈在不同亮度條件下的正常工作。