專利名稱：可無線充電的智能led手電筒設(shè)計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
科技的發(fā)展日新月異，基于無線電能傳輸技術(shù)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(shè)備將電源的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榭蔁o線傳播的能量，在接收端又將此能量轉(zhuǎn)變回電能，從而到達對電器設(shè)備的無線供電。本發(fā)明——可無線充電的智能LED手電筒設(shè)計，屬于無接觸電能傳輸技術(shù)在民用領(lǐng)域的嶄新應(yīng)用。它可以在消除電線連接的基礎(chǔ)上給LED手電筒充電，且手電筒自身的發(fā)光主芯片組由經(jīng)過工程熱設(shè)計與優(yōu)化后的非對稱排布的LED矩陣構(gòu)成，充電簡便、智能快捷，在經(jīng)久耐用的質(zhì)量要求上又實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的健康理念。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)LED手電筒需外接插座來充電，且即使有些LED手電筒的發(fā)光芯片組由多顆 LED構(gòu)成，但由于LED排布問題或者熱設(shè)計缺陷，使得發(fā)光芯片組在工作過程中產(chǎn)生的熱量不能迅速耗散而積聚起來，導(dǎo)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(chǔ)上又帶來了環(huán)境污染。如何使資源高效利用，充電時免去導(dǎo)線的麻煩，又增加光亮度與使用壽命成為智能LED手電筒設(shè)計的一個重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，在智能控制的基礎(chǔ)上，基于無線電能傳輸技術(shù)對LED手電筒進行無線充電，通過對LED手電筒發(fā)光主芯片組進行工程熱設(shè)計與優(yōu)化，實現(xiàn)可靠的工作性能與高亮度照明，充電簡便、智能快捷，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是直流穩(wěn)壓電源(裝有一次整流電路)，發(fā)射裝置，LED手電筒(發(fā)光主芯片組由經(jīng)過工程熱設(shè)計與優(yōu)化后的非對稱排布的LED矩陣，內(nèi)嵌接收裝置和二次整流橋升壓電路)。發(fā)射裝置包括兩個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；C1為諧振電容，LI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。發(fā)光主芯片組由經(jīng)過工程熱設(shè)計與優(yōu)化后的非對稱排布的LED矩陣，從發(fā)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(fā)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(gòu)成新的并聯(lián)諧振電路，它們在與發(fā)射裝置阻抗匹配時，可實現(xiàn)電能的最大化無線傳輸。經(jīng)過二次整流升壓電路變成直流電供給手電筒。本發(fā)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(xiàn)缺電自動充電與滿電自動關(guān)斷控制。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)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Cl :發(fā)射端諧振電各LI :發(fā)射端諧振電感C2:接收端諧振電容L2 :接收端諧振電感
具體實施例方式下面結(jié)合實例和附圖對本發(fā)明一可無線充電的智能LED手電筒設(shè)計作詳細說明。如圖I所示，將220V的交流電接入直流穩(wěn)壓電源，經(jīng)過整流穩(wěn)壓實現(xiàn)50V的直流輸出給發(fā)射裝置，在發(fā)射裝置中經(jīng)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(nèi)嵌入LED手電筒中的接收線圈實現(xiàn)諧振耦合，經(jīng)過二次整流升壓電路，將220V的電壓供給發(fā)光主芯片組由經(jīng)過工程熱設(shè)計與優(yōu)化后的非對稱排布的LED矩陣，實現(xiàn)LED手電筒的高亮度。如圖2所示，220V交流電經(jīng)過變壓器降壓送到一個由4個二極管組成的整流橋，再經(jīng)過穩(wěn)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(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，LI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，是發(fā)光主芯片組為經(jīng)過散熱優(yōu)化后的采用非均勻排布方式的LED矩陣，從發(fā)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(fā)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(gòu)成新的并聯(lián)諧振電路，與發(fā)射裝置阻抗匹配時，可實現(xiàn)電能的最大化無線傳輸。經(jīng)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(fā)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(xiàn)缺電自動充電與滿電自動關(guān)斷控制。
權(quán)利要求
1.可無線充電的智能LED手電筒設(shè)計，其特征在于還設(shè)置有直流穩(wěn)壓電源，裝有一次整流電路；發(fā)射裝置；發(fā)光主芯片組由經(jīng)過工程熱設(shè)計與優(yōu)化后的非對稱排布的LED矩陣組成，手電筒內(nèi)嵌接收裝置和二次整流橋升壓電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可無線充電的智能LED手電筒設(shè)計，其特征還在于，所述的發(fā)射裝置，可實現(xiàn)功能50V的直流電送給兩個MOSFET，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，LI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。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可無線充電的智能LED手電筒設(shè)計，其特征還在于，所述的發(fā)光主芯片組由經(jīng)過散熱優(yōu)化后的采用非均勻排布方式的LED矩陣組成，從燈具中心處向兩邊逐漸減小相鄰兩顆LED之間的間距。
全文摘要
本發(fā)明是一種可無線充電的智能LED手電筒設(shè)計，包括有直流穩(wěn)壓電源，裝有一次整流電路；發(fā)射裝置；發(fā)光主芯片組由經(jīng)過工程熱設(shè)計與優(yōu)化后的非對稱排布的LED矩陣組成，手電筒內(nèi)嵌接收裝置和二次整流橋升壓電路。本發(fā)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(xiàn)缺電自動充電與滿電自動關(guān)斷控制。充電簡便、智能快捷，在經(jīng)久耐用的質(zhì)量要求上又實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，可以被普通民眾，特別是居家老人晚間照明等廣泛使用。
文檔編號H05B37/02GK102905439SQ20121041444
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者李勁松, 劉 東, 薛明, 劉杰, 張獻, 金亮, 楊慶新, 李陽 申請人:天津工業(yè)大學(xué)