[发明专利]基于无线电能传输技术的智能LED台灯

说明书

技术领域

无线电能传输技术作为一种新的电能传输技术，使人们在电气化生活中摆脱了电线的束缚。无线电能传输就是应用物理原理实现了非辐射性无线能量的传输，即两个相同频率的谐振物体将会产生很强的相互耦合，而与远离谐振环境的物体有较弱的交互，从而两物体间发生谐振，实现了电能的传输。

本发明是对无线电能传输技术的直接应用，通过对发射装置、接受装置、两部分的设计，使LED台灯能稳定工作，为人们的学习和生活带来了方便。实现了电能传输的无线化和节能环保的技术理念。

背景技术

人类进入电气时代以来，生活便再也离不开电，由于电能储存技术的限制，我们的电气化生活总是被一根电线所束缚。电线的长度成了人们生活的半径，电线再一次成为了人类的枷锁。而电力无线传输技术的实现的意义不言而喻。

智能LED台灯就是利用了无线电能传输技术，使人们远离电线带来的危险，具有安全、便捷、使用灵活的优点，是一种绿色环保能源。它可应用于众多领域，例如儿童学习、外出旅游、家具壁灯等，在不久的将来必将得到广泛的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为人们的学习与工作提供一个移动灵活、绿色的照明装置。

本发明采用的技术方案是：由正弦信号发生器电路产生正弦信号，基于BLF175的放大电路对正弦信号进行放大后输入到发射线圈，发射线圈与接收线圈发生耦合谐振，实现能量的无线传输，由于接收到的电压为交流信号，故采用同步整流电路对其整流，从而输出直流信号到负载电路，通过对负载电路按键的控制可实现LED灯亮度的调谐。整个设计系统组成如下：负载电路发射装置：包括正弦信号发生电路(2)、信号放大电路(3)、发射线圈(4)；接受装置：包括接收线圈(5)、同步整流电路(6)、负载电路(7)两部分。

本发明要实现的功能是：通过对整个系统输入5V电压，使9个LED灯能正常发光，满足人们学习工作的需要。

附图说明

图1是设计系统的整体框；

图2是正弦信号发生电路；

图3是基于BLF175的放大电路；

图4是发射线圈；

图5是接收线圈；

图6是同步整流电路；

图7是负载电路。

具体实施方式

下面结合实例和附图对本发明的智能型LED台灯做出详细说明。

如图2所示，以4运放LM324构成反馈型积分放大器电路，可输出稳定的正弦信号。本发明设计的参数如图，输出频率为100KHz正弦信号。

如图3所示，基于BLF175的宽带线性放大器，工作频率最大为28兆赫兹，系统阻抗50Ω。可对输入的正弦波进行放大，输出端的输出功率为30W PEP，能有效地降低晶体管的非线性传输特性导致的互调失真。从而，把放大的正弦波提供给发射线圈。

如图4所示，发射线圈(4)，设计参数均为直径200mm，线径0.8mm，匝数8圈，由此可推出线圈谐振频率为100KHz(线圈减无缝隙，可忽略寄生电容)。调谐发射线圈的输入频率为100KHz，使发射线圈与接收线圈之间发生耦合谐振。从而，保证了能量传输的距离最大，效率最高。

如图5所示，接收线圈(5)，设计参数与发射线圈(4)相同。可输出交流电压到同步整流电路。

如图6所示，同步整流电路(6)，采用自驱动方式，其末端还接有RC组成的滤波电路。可通过对功率MOSFET的导通和关断进行控制，输出纹波较小的直流电压。通过滤波电路可输出平滑的直流电压。

如图7所示，负载电路(7)由3个按键和9个LED灯组成，通过对3个按键的控制可实现LED台灯的亮度调节。

综上所述：发射装置接通正15V和负15V电源，通过控制接收电路中负载电路的按键，即可实现9个LED灯在不同亮度条件下的正常工作。