[发明专利]可无线充电的智能LED手电筒设计

说明书

技术领域

科技的发展日新月异，基于无线电能传输技术的家用电器将逐渐普及进入千家万户。所谓“无线电能传输”是利用一种特殊设备将电源的电能转变为可无线传播的能量，在接收端又将此能量转变回电能，从而到达对电器设备的无线供电。

本发明——可无线充电的智能LED手电筒设计，属于无接触电能传输技术在民用领域的崭新应用。它可以在消除电线连接的基础上给LED手电筒充电，且手电筒自身的发光主芯片组由经过工程热设计与优化后的非对称排布的LED矩阵构成，充电简便、智能快捷，在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的健康理念。

背景技术

传统LED手电筒需外接插座来充电，且即使有些LED手电筒的发光芯片组由多颗LED构成，但由于LED排布问题或者热设计缺陷，使得发光芯片组在工作过程中产生的热量不能迅速耗散而积聚起来，导致LED手电筒易老化、寿命短、光通量无法满足照明要求。对普通民众来说，在增加使用成本的基础上又带来了环境污染。如何使资源高效利用，充电时免去导线的麻烦，又增加光亮度与使用寿命成为智能LED手电筒设计的一个重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在智能控制的基础上，基于无线电能传输技术对LED手电筒进行无线充电，通过对LED手电筒发光主芯片组进行工程热设计与优化，实现可靠的工作性能与高亮度照明，充电简便、智能快捷，节能环保。

本发明采用的技术方案是：直流稳压电源(装有一次整流电路)，发射装置，LED手电筒(发光主芯片组由经过工程热设计与优化后的非对称排布的LED矩阵，内嵌接收装置和二次整流桥升压电路)。

发射装置包括两个MOSFET，它们可以交替导通，为后面的LC谐振电路创造交流电流；C1为谐振电容，L1为谐振电感，它们并联谐振以提高发射频率，从而将电能以高频电磁波的形式发送到接收端。

发光主芯片组由经过工程热设计与优化后的非对称排布的LED矩阵，从发光板中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个发光板的平均温度，提高散热效率。

接收装置由电容C2和电感L2构成新的并联谐振电路，它们在与发射装置阻抗匹配时，可实现电能的最大化无线传输。经过二次整流升压电路变成直流电供给手电筒。

本发明需要使用普通220V照明电源，在外接传感装置时，可对LED手电筒实现缺电自动充电与满电自动关断控制。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是直流稳压电源的电路原理图(一次整流电路)；

图3是发射装置的电路原理图；

图4是采用非均匀排布方式的LED矩阵示意图；

图5是接收装置的电路原理图；

图6是二次整流电路原理图。

其中：

C1：发射端谐振电容        L1：发射端谐振电感

C2：接收端谐振电容        L2：接收端谐振电感

具体实施方式

下面结合实例和附图对本发明--可无线充电的智能LED手电筒设计作详细说明。

如图1所示，将220V的交流电接入直流稳压电源，经过整流稳压实现50V的直流输出给发射装置，在发射装置中经过高频逆变成交流电压信号，加载到补偿后的松耦合变压器的原边，与内嵌入LED手电筒中的接收线圈实现谐振耦合，经过二次整流升压电路，将220V的电压供给发光主芯片组由经过工程热设计与优化后的非对称排布的LED矩阵，实现LED手电筒的高亮度。

如图2所示，220V交流电经过变压器降压送到一个由4个二极管组成的整流桥，再经过稳压装置，输出为50V的直流电。

如图3所示，50V的直流电送给两个MOSFET，它们可以交替导通，产生交流电流，输出到后面的LC谐振电路，C1为谐振电容，L1为谐振电感，它们并联谐振以提高发射频率，从而将电能以高频电磁波的形式发送到接收端。

如图4所示，是发光主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀排布方式的LED矩阵，从发光板中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个发光板的平均温度，提高散热效率。

如图5所示，由电容C2和电感L2构成新的并联谐振电路，与发射装置阻抗匹配时，可实现电能的最大化无线传输。经过二次整流升压电路变成直流电供给LED手电筒。

如图6所示，是一个与接收装置连接的二次整流桥升压电路。

本发明需要使用普通220V照明电源，在外接传感装置时，可对LED手电筒实现缺电自动充电与满电自动关断控制。