[發明專利]可無線充電的智能LED手電筒設計

無效

• 申請號: 201210414441.7
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102905439A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 李勁松;劉東;薛明;劉杰;張獻;金亮;楊慶新;李陽
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

科技的發展日新月異，基于無線電能傳輸技術的家用電器將逐漸普及進入千家萬戶。所謂“無線電能傳輸”是利用一種特殊設備將電源的電能轉變為可無線傳播的能量，在接收端又將此能量轉變回電能，從而到達對電器設備的無線供電。

本發明——可無線充電的智能LED手電筒設計，屬于無接觸電能傳輸技術在民用領域的嶄新應用。它可以在消除電線連接的基礎上給LED手電筒充電，且手電筒自身的發光主芯片組由經過工程熱設計與優化后的非對稱排布的LED矩陣構成，充電簡便、智能快捷，在經久耐用的質量要求上又實現了節能環保的健康理念。

背景技術

傳統LED手電筒需外接插座來充電，且即使有些LED手電筒的發光芯片組由多顆LED構成，但由于LED排布問題或者熱設計缺陷，使得發光芯片組在工作過程中產生的熱量不能迅速耗散而積聚起來，導致LED手電筒易老化、壽命短、光通量無法滿足照明要求。對普通民眾來說，在增加使用成本的基礎上又帶來了環境污染。如何使資源高效利用，充電時免去導線的麻煩，又增加光亮度與使用壽命成為智能LED手電筒設計的一個重要課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，在智能控制的基礎上，基于無線電能傳輸技術對LED手電筒進行無線充電，通過對LED手電筒發光主芯片組進行工程熱設計與優化，實現可靠的工作性能與高亮度照明，充電簡便、智能快捷，節能環保。

本發明采用的技術方案是：直流穩壓電源(裝有一次整流電路)，發射裝置，LED手電筒(發光主芯片組由經過工程熱設計與優化后的非對稱排布的LED矩陣，內嵌接收裝置和二次整流橋升壓電路)。

發射裝置包括兩個MOSFET，它們可以交替導通，為后面的LC諧振電路創造交流電流；C1為諧振電容，L1為諧振電感，它們并聯諧振以提高發射頻率，從而將電能以高頻電磁波的形式發送到接收端。

發光主芯片組由經過工程熱設計與優化后的非對稱排布的LED矩陣，從發光板中心處向兩邊逐漸減小相鄰兩顆LED之間的間距，從而在減少中心溫差的同時，降低整個發光板的平均溫度，提高散熱效率。

接收裝置由電容C2和電感L2構成新的并聯諧振電路，它們在與發射裝置阻抗匹配時，可實現電能的最大化無線傳輸。經過二次整流升壓電路變成直流電供給手電筒。

本發明需要使用普通220V照明電源，在外接傳感裝置時，可對LED手電筒實現缺電自動充電與滿電自動關斷控制。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構圖；

圖2是直流穩壓電源的電路原理圖(一次整流電路)；

圖3是發射裝置的電路原理圖；

圖4是采用非均勻排布方式的LED矩陣示意圖；

圖5是接收裝置的電路原理圖；

圖6是二次整流電路原理圖。

其中：

C1：發射端諧振電容????????L1：發射端諧振電感

C2：接收端諧振電容????????L2：接收端諧振電感

具體實施方式

下面結合實例和附圖對本發明--可無線充電的智能LED手電筒設計作詳細說明。

如圖1所示，將220V的交流電接入直流穩壓電源，經過整流穩壓實現50V的直流輸出給發射裝置，在發射裝置中經過高頻逆變成交流電壓信號，加載到補償后的松耦合變壓器的原邊，與內嵌入LED手電筒中的接收線圈實現諧振耦合，經過二次整流升壓電路，將220V的電壓供給發光主芯片組由經過工程熱設計與優化后的非對稱排布的LED矩陣，實現LED手電筒的高亮度。

如圖2所示，220V交流電經過變壓器降壓送到一個由4個二極管組成的整流橋，再經過穩壓裝置，輸出為50V的直流電。

如圖3所示，50V的直流電送給兩個MOSFET，它們可以交替導通，產生交流電流，輸出到后面的LC諧振電路，C1為諧振電容，L1為諧振電感，它們并聯諧振以提高發射頻率，從而將電能以高頻電磁波的形式發送到接收端。

如圖4所示，是發光主芯片組為經過散熱優化后的采用非均勻排布方式的LED矩陣，從發光板中心處向兩邊逐漸減小相鄰兩顆LED之間的間距，從而在減少中心溫差的同時，降低整個發光板的平均溫度，提高散熱效率。

如圖5所示，由電容C2和電感L2構成新的并聯諧振電路，與發射裝置阻抗匹配時，可實現電能的最大化無線傳輸。經過二次整流升壓電路變成直流電供給LED手電筒。

如圖6所示，是一個與接收裝置連接的二次整流橋升壓電路。

本發明需要使用普通220V照明電源，在外接傳感裝置時，可對LED手電筒實現缺電自動充電與滿電自動關斷控制。