專利名稱：無線供電的智能led光電轉(zhuǎn)換路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
隨著科技的創(chuàng)新與進(jìn)步，基于無線電能傳輸技術(shù)的各種照明設(shè)備將會(huì)進(jìn)入千家萬戶。所謂“無線電能傳輸”是利用一種特殊設(shè)備將電源的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭蔁o線傳播的能量，在接受端又將此能量轉(zhuǎn)變回電能，從而到達(dá)對(duì)用電器的無線供電。本發(fā)明——無線供電的智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈，屬于無接觸電能傳輸技術(shù)的嶄新應(yīng)用領(lǐng)域，它可以在消除電線連接的基礎(chǔ)上給LED光電轉(zhuǎn)換路燈供電，且路燈本身由經(jīng)過熱設(shè)計(jì)優(yōu)化排布的LED矩陣構(gòu)成，簡易便捷、智能靈活，在經(jīng)久耐用的質(zhì)量要求上又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，可以廣泛應(yīng)用于居民小區(qū)公共休閑場所晚間照明，也可以作為公路交通方面的探照燈使用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)路燈需要外接導(dǎo)線來供電，即使目前有些路燈本身由多顆小功率LED構(gòu)成， 但由于LED排布或者熱設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致壽命短、易老化，且不便移動(dòng)，對(duì)于公共設(shè)施使用而言，同時(shí)增加了維修成本。如何在電能高效利用的基礎(chǔ)上，免去導(dǎo)線，增加光亮度及使用壽命成為智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈設(shè)計(jì)的一個(gè)重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，在智能連接的基礎(chǔ)上，基于無線電能傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光電轉(zhuǎn)換路燈的無線供電，操作簡便，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是太陽能光電轉(zhuǎn)換裝置，蓄電池(裝有一次整流電路(2) 和智能通斷開關(guān))，功率控制器，功率發(fā)射裝置(3)，LED光電轉(zhuǎn)換路燈(主芯片為經(jīng)過熱設(shè)計(jì)優(yōu)化排布的LED矩陣(4)，內(nèi)嵌功率接收裝置( 、二次整流電路(6)和智能感應(yīng)開關(guān))。蓄電池裝有一次整流電路(2)和智能通斷開關(guān)，既可以將蓄電池中的電能進(jìn)行整流穩(wěn)壓，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的智能通斷，防止電能的無故浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保。功率發(fā)射裝置(3)包括兩個(gè)M0SFET，它們可以交替導(dǎo)通，為后面的LC諧振電路創(chuàng)造交流電流；Cl為諧振電容；Ll為諧振電感，它們并聯(lián)諧振以提高發(fā)射頻率，從而將電能以高頻電磁波的形式發(fā)送到接收端。功率接收裝置(5)由電容C2和電感L2構(gòu)成新的并聯(lián)諧振電路，它們?cè)谂c發(fā)射裝置阻抗匹配時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電能的最大化無接觸傳輸。經(jīng)過二次整流電路(6)變成直流電供給給LED光電轉(zhuǎn)換路燈。本發(fā)明無需外接特種照明電源只要白天太陽光線充足，使蓄電池滿電量在夜間供給LED光電轉(zhuǎn)換路燈；即使陰雨等無光天氣，只要蓄電池中剩余能量足夠維持晚上照明， 就可實(shí)現(xiàn)在直徑為5m的空間內(nèi)保持LED燈的基本亮度。在外接無線遙控裝置時(shí)，可對(duì)LED 光電轉(zhuǎn)換路燈自動(dòng)控制。


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圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2是直流穩(wěn)壓電源的電路原理圖(一次整流電路)；圖3是發(fā)射裝置的電路原理圖；圖4是經(jīng)過熱設(shè)計(jì)優(yōu)化的LED矩陣排布圖；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Cl 發(fā)射端諧振電容Ll 發(fā)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(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明的智能LED臺(tái)燈作出詳細(xì)說明。如圖1所示，將太陽能光電轉(zhuǎn)換裝置吸收的太陽光轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池里， 經(jīng)過一次整流電路O)，將蓄電池中的電能進(jìn)行整流穩(wěn)壓。智能通斷開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的智能通斷，防止電能的無故浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保。整流穩(wěn)壓后的直流輸出給功率發(fā)射裝置⑶，在發(fā)射裝置中經(jīng)過高頻逆變成交流電壓信號(hào)，加載到補(bǔ)償后的松耦合變壓器的原邊，與內(nèi)嵌入LED路燈中的接收線圈( 實(shí)現(xiàn)諧振耦合，經(jīng)過二次整流電路(6)，將輸出電壓供給給經(jīng)過熱設(shè)計(jì)優(yōu)化排布的LED光電轉(zhuǎn)換路燈(4)，實(shí)現(xiàn)LED路燈的高亮度晚間照明。如圖2所示，蓄電池中的直流電送到一個(gè)由4個(gè)二極管組成的整流橋，再經(jīng)過穩(wěn)壓裝置進(jìn)行輸出給功率控制器。如圖3所示，輸入的直流電送給兩給M0SFET，它們可以交替導(dǎo)通，產(chǎn)生交流電流， 輸出到后面的LC諧振電路，Cl為諧振電容；Ll為諧振電感，它們并聯(lián)諧振以提高發(fā)射頻率， 從而將電能以高頻電磁波的形式發(fā)送到接收端。如圖4所示，是一個(gè)長為8cm，寬為6cm，厚度約為Icm的PCB板，上面布有14顆經(jīng)過熱設(shè)計(jì)優(yōu)化后的單顆功率約為IW的LED芯片。如圖5所示，由電容C2和電感L2構(gòu)成新的并聯(lián)諧振電路，它們?cè)谂c發(fā)射裝置阻抗匹配時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電能的最大化無接觸傳輸。經(jīng)過二次整流電路變成直流電供給給LED光電轉(zhuǎn)換路燈。如圖6所示，是一個(gè)與接收裝置連接的二次整流橋電路。在外接無線遙控裝置時(shí)，可對(duì)LED光電轉(zhuǎn)換路燈自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)在直徑為5m的空間內(nèi)保持LED路燈的基本亮度。
權(quán)利要求
1.無線供電的智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈，其特征在于還設(shè)置有包括有太陽能光電轉(zhuǎn)換裝置；蓄電池，裝有一次整流電路(2)和智能通斷開關(guān)；功率控制器；功率發(fā)射裝置(3)； LED光電轉(zhuǎn)換路燈，主芯片為經(jīng)過熱設(shè)計(jì)優(yōu)化排布的LED矩陣G)，內(nèi)嵌功率接收裝置(5)、 二次整流電路(6)和智能感應(yīng)開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈，其特征還在于，所述的蓄電池裝有一次整流電路(2)和智能通斷開關(guān)，既可以將蓄電池中的電能進(jìn)行整流穩(wěn)壓，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的智能通斷，防止電能的無故浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈，其特征還在于，所述的功率發(fā)射裝置(3)包括兩個(gè)M0SFET，它們可以交替導(dǎo)通，為后面的LC諧振電路創(chuàng)造交流電流；Cl為諧振電容；Ll為諧振電感，它們并聯(lián)諧振以提高發(fā)射頻率，從而將電能以高頻電磁波的形式發(fā)送到接收端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈，其特征還在于，所述的功率接收裝置(5)由電容C2和電感L2構(gòu)成新的并聯(lián)諧振電路，它們?cè)谂c發(fā)射裝置阻抗匹配時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電能的最大化無接觸傳輸；經(jīng)過二次整流電路(6)變成直流電供給給LED光電轉(zhuǎn)換路燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈，其特征還在于，所述的主芯片為經(jīng)過熱設(shè)計(jì)優(yōu)化的LED矩陣G)，主要設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)為14顆LED呈現(xiàn)5-4-5陣型，且分布間距從中間到兩邊按等差數(shù)列規(guī)律依次增大，這樣可以在最大限度內(nèi)減弱熱源耦合，使散熱結(jié)果更為科學(xué)，在增大光亮度的同時(shí)又延長了使用壽命。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈，其特征還在于，所述的接收裝置(5)，可實(shí)現(xiàn)功能由電容C2和電感L2構(gòu)成新的并聯(lián)諧振電路，它們?cè)谂c發(fā)射裝置阻抗匹配時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電能的最大化無接觸傳輸；經(jīng)過二次整流電路變成直流電供給給LED 光電轉(zhuǎn)換路燈。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于無線電能傳輸技術(shù)的智能LED光電轉(zhuǎn)換路燈，包括有太陽能光電轉(zhuǎn)換裝置；蓄電池，裝有一次整流電路(2)和智能通斷開關(guān)；功率控制器；功率發(fā)射裝置(3)；LED光電轉(zhuǎn)換路燈，主芯片為經(jīng)過熱設(shè)計(jì)優(yōu)化排布的LED矩陣(4)，內(nèi)嵌功率接收裝置(5)、二次整流電路(6)和智能感應(yīng)開關(guān)。本發(fā)明無需外接電源，只要蓄電池中剩余能量足夠維持晚上照明，就可實(shí)現(xiàn)在直徑為5m的空間內(nèi)保持LED燈的基本亮度。在外接無線遙控裝置時(shí)，可對(duì)LED光電轉(zhuǎn)換路燈自動(dòng)控制。簡易便捷、智能靈活，在經(jīng)久耐用的質(zhì)量要求上又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，可以廣泛應(yīng)用于居民小區(qū)公共休閑場所晚間照明，也可以作為公路交通方面的探照燈使用。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102548150SQ20121000770
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者張獻(xiàn), 李勁松, 李陽, 楊慶新, 金亮 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)