專利名稱：基于無線電能傳輸技術的便攜式智能led燈的制作方法
技術領域：
無線電能傳輸技術作為一種新的電能傳輸技術，使人們在電氣化生活中擺脫了電線的束縛。無線電能傳輸就是應用物理原理實現(xiàn)了非輻射性無線能量的傳輸，即兩個相同頻率的諧振物體將會產生很強的相互耦合，而與遠離諧振環(huán)境的物體有較弱的交互，從而兩物體間發(fā)生諧振，實現(xiàn)了電能的傳輸。本發(fā)明是對無線電能傳輸技 術的直接應用，通過對發(fā)射裝置、接受裝置、兩部分的設計，使LED燈能穩(wěn)定工作，為人們的學習和生活帶來了方便。實現(xiàn)了電能傳輸?shù)臒o線化和節(jié)能環(huán)保的技術理念。
背景技術：
人類進入電氣時代以來，生活便再也離不開電，由于電能儲存技術的限制，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的實現(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，使人們遠離電線帶來的危險，具有安全、便捷、使用靈活的優(yōu)點，是一種綠色環(huán)保能源。它可應用于眾多領域，例如兒童學習、外出旅游、家具壁燈等，在不久的將來必將得到廣泛的應用。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是為人們的學習與工作提供一個便攜、靈活、綠色的照明裝置。本發(fā)明采用的技術方案是芯片MAX038產生正弦信號。基于BLF175的放大電路對正弦信號進行放大。發(fā)射線圈與接收線圈設計參數(shù)均為直徑200mm,線徑O. 8mm,阻數(shù)8圈,線圈諧振頻率為9MHz，兩個線圈發(fā)生耦合諧振，實現(xiàn)能量的無線傳輸。采用同步整流電路對其整流，從而輸出直流信號到負載電路。負載電路由3個按鍵和9個LED燈組成，可實現(xiàn)LED燈亮度的調節(jié)。整個設計系統(tǒng)組成如下負載電路發(fā)射裝置包括正弦信號發(fā)生電路(2)、信號放大電路(3)、發(fā)射線圈⑷；接受裝置包括接收線圈(5)、同步整流電路(6)、負載電路(7)兩部分。本發(fā)明要實現(xiàn)的功能是通過對整個系統(tǒng)輸入5V電壓，使9個LED燈能正常發(fā)光，滿足人們學習工作的需要。

圖I是設計系統(tǒng)的整體框；圖2是基于MAX038的信號發(fā)生電路；[0016]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是負載電路。
具體實施方式
下面結合實例和附圖對本發(fā)明的便攜式LED燈做出詳細說明。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及頻率調節(jié)電壓VFADJ決定，接在REF(+2. 5V)和FADJ之間的可變電阻RF可調整頻率，本發(fā)明設計的參數(shù)如圖，可輸出頻率范圍為O. IMHz 28MHz正弦信號，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I. 6 28兆赫茲，系統(tǒng)阻抗50 Ω?？蓪AX038輸出的正弦波進行放大，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致的互調失真。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⑷，設計參數(shù)均為直徑200mm，線徑O. 8mm,匝數(shù)8圈，由此可推出線圈諧振頻率為9MHz。調諧發(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)，設計參數(shù)與發(fā)射線圈(4)相同?？奢敵鼋涣麟妷旱酵秸麟娐?。如圖6所示，同步整流電路(6)，采用自驅動方式，其末端還接有RC組成的濾波電路?？赏ㄟ^對功率MOSFET的導通和關斷進行控制，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，負載電路(7)由3個按鍵和9個LED燈組成，通過對3個按鍵的控制可實現(xiàn)LED燈的亮度調節(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載電路的按鍵，即可實現(xiàn)9個LED燈在不同亮度條件下的正常工作。
權利要求1.基于無線電能傳輸技術的便攜式智能LED燈，其特征在于設置有發(fā)射裝置包括正弦信號發(fā)生電路(2)、信號放大電路(3)、發(fā)射線圈(4);接收裝置包括接收線圈(5)和同步整流電路(6)、負載電路(7);通過這兩部分，可使LED燈正常工作；其中，這兩部分的連接關系是正弦信號發(fā)生電路(2)與信號放大電路(3)連接；信號放大電路(3)與發(fā)射線圈(4)連接；收線圈(5)與同步整流電路(6)連接；同步整流電路(6)與負載電路(7)連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于無線電能傳輸技術的便攜式智能LED燈，其特征在于，通過所述電路(2)中芯片MAX038及外圍電路的設計，輸出頻率可由外接振蕩電容器COSC的容量、參考電流IIN及頻率調節(jié)電壓VFADJ決定，接在REF(+2. 5V)和FADJ之間的可變電阻RF可調整頻率，其調節(jié)頻率范圍廣、速度快、精度高，可實現(xiàn)功能輸出頻率范圍為O.IMHz 28MHz正弦信號，波形的輸出幅度為2V (P-P)。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于無線電能傳輸技術的便攜式智能LED燈，其特征在于，通過所述的放大電路(3)中，以BLF175為核心的寬帶線性放大器，輸入信號為幅值較小的正弦信號，通過抗干擾電容Cl與變壓器Tl連接，然后通過隔直電容C2與BLF175主電路相連，輸出端接有C5、L4組成的濾波電路和抗干擾電容C9，可實現(xiàn)功能對MAX038輸出的正弦波進行放大，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致的互調失真。
4.根據(jù)權利要求I所述的基于無線電能傳輸技術的便攜式智能LED燈，其特征在于，所述的發(fā)射線圈(4)與接收線圈(5)，設計參數(shù)均為直徑200_，線徑O. 8_，匝數(shù)8圈，由此可推出線圈諧振頻率為9MHz，可實現(xiàn)功能調諧發(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。
5.根據(jù)權利要求I所述的基于無線電能傳輸技術的便攜式智能LED燈，其特征在于，所述的同步整流電路￠)，采用自驅動方式，為了輸出平滑的直流信號其末端還接有RC組成的濾波電路，可實現(xiàn)功能通過對功率MOSFET的導通和關斷進行控制，輸出紋波較小的直流電壓。
6.根據(jù)權利要求I所述的基于無線電能傳輸技術的便攜式智能LED燈，其特征在于，負載電路(7)由3個按鍵和9個LED燈組成，通過對3個按鍵的控制可實現(xiàn)LED燈的亮度調諧，滿足人們的需要。
專利摘要本實用新型是一種基于無線電能傳輸技術的智能LED燈的設計，主要由發(fā)射裝置包括正弦信號發(fā)生電路、信號放大電路、發(fā)射線圈；接受裝置包括接收線圈、同步整流電路、負載電路兩部分組成；由于該LED燈可由兩個在空間上相互獨立的部分組成，從而使發(fā)射裝置輸入5V電壓后，接收裝置可在以發(fā)射裝置為中心，半徑為50cm的區(qū)域內自由移動，LED燈可正常發(fā)光；此外，可通過3個按鍵對LED燈的亮度進行控制；本實用新型克服了傳統(tǒng)上LED燈安裝后的不易移動性以及導線對LED燈的束縛性，設計了一種移動靈活、安全、可靠且無污染的綠色照明裝置，不管對人們的家居生活和學習工作，還是外出旅行都可帶來極大方便。
文檔編號H05B37/00GK202799252SQ20122016628
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權日2012年4月18日
發(fā)明者薛明, 李勁松, 劉 東, 張獻, 金亮, 李陽 申請人:天津工業(yè)大學