專利名稱：基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能led臺(tái)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無(wú)線電能傳輸技術(shù)作為一種新的電能傳輸技術(shù)，使人們?cè)陔姎饣钪袛[脫了電線的束縛。無(wú)線電能傳輸就是應(yīng)用物理原理實(shí)現(xiàn)了非輻射性無(wú)線能量的傳輸，即兩個(gè)相同頻率的諧振物體將會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的相互耦合，而與遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)了電能的傳輸。本發(fā)明是對(duì)無(wú)線電能傳輸技術(shù)的直接應(yīng)用，通過(guò)對(duì)發(fā)射裝置、接受裝置、兩部分的設(shè)計(jì)，使LED臺(tái)燈能穩(wěn)定工作，為人們的學(xué)習(xí)和生活帶來(lái)了方便。實(shí)現(xiàn)了電能傳輸?shù)臒o(wú)線化和節(jié)能環(huán)保的技術(shù)理念。
背景技術(shù)：
人類進(jìn)入電氣時(shí)代以來(lái)，生活便再也離不開(kāi)電，由于電能儲(chǔ)存技術(shù)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(zhǎng)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(wú)線傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)的意義不言而喻。智能LED臺(tái)燈就是利用了無(wú)線電能傳輸技術(shù)，使人們遠(yuǎn)離電線帶來(lái)的危險(xiǎn)，具有安全、便捷、使用靈活的優(yōu)點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保能源。它可應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，例如兒童學(xué)習(xí)、外出旅游、家具壁燈等，在不久的將來(lái)必將得到廣泛的應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為人們的學(xué)習(xí)與工作提供一個(gè)移動(dòng)靈活、綠色的照
明裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是由正弦信號(hào)發(fā)生器電路產(chǎn)生正弦信號(hào)，基于BLF175的放大電路對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行放大后輸入到發(fā)射線圈，發(fā)射線圈與接收線圈發(fā)生耦合諧振，實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)線傳輸，由于接收到的電壓為交流信號(hào)，故采用同步整流電路對(duì)其整流，從而輸出直流信號(hào)到負(fù)載電路，通過(guò)對(duì)負(fù)載電路按鍵的控制可實(shí)現(xiàn)LED燈亮度的調(diào)諧。整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成如下負(fù)載電路發(fā)射裝置包括正弦信號(hào)發(fā)生電路(2)、信號(hào)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(fù)載電路(7)兩部分。本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的功能是通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)輸入5V電壓，使9個(gè)LED燈能正常發(fā)光，滿足人們學(xué)習(xí)工作的需要。


圖I是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體框；圖2是正弦彳目號(hào)發(fā)生電路；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(fù)載電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明的智能型LED臺(tái)燈做出詳細(xì)說(shuō)明。如圖2所示，以4運(yùn)放LM324構(gòu)成反饋型積分放大器電路，可輸出穩(wěn)定的正弦信號(hào)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的參數(shù)如圖，輸出頻率為IOOKHz正弦信號(hào)。如圖3所示，基于BLF175的寬帶線性放大器，工作頻率最大為28兆赫茲，系統(tǒng)阻抗50Ω。可對(duì)輸入的正弦波進(jìn)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(dǎo)致的互調(diào)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(4)，設(shè)計(jì)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IOOKHz (線圈減無(wú)縫隙，可忽略寄生電容)。調(diào)諧發(fā)射線圈的輸入頻率為ΙΟΟΚΗζ，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(shè)計(jì)參數(shù)與發(fā)射線圈(4)相同?？奢敵鼋涣麟妷旱酵秸麟娐贰Ｈ鐖D6所示，同步整流電路(6)，采用自驅(qū)動(dòng)方式，其末端還接有RC組成的濾波電路?？赏ㄟ^(guò)對(duì)功率MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，輸出紋波較小的直流電壓。通過(guò)濾波電路可輸出平滑的直流電壓。如圖7所示，負(fù)載電路(7)由3個(gè)按鍵和9個(gè)LED燈組成，通過(guò)對(duì)3個(gè)按鍵的控制可實(shí)現(xiàn)LED臺(tái)燈的亮度調(diào)節(jié)。綜上所述發(fā)射裝置接通正15V和負(fù)15V電源，通過(guò)控制接收電路中負(fù)載電路的按鍵，即可實(shí)現(xiàn)9個(gè)LED燈在不同亮度條件下的正常工作。
權(quán)利要求
1.基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能LED臺(tái)燈，其特征在于設(shè)置有發(fā)射裝置包括正弦信號(hào)發(fā)生電路(2)、信號(hào)放大電路(3)、發(fā)射線圈(4);接收裝置包括接收線圈(5)和同步整流電路出)、負(fù)載電路(7);通過(guò)這兩部分，可使LED燈正常工作。其中，這兩部分的連接關(guān)系是正弦信號(hào)發(fā)生電路(2)與信號(hào)放大電路(3)連接；信號(hào)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(fù)載電路(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能LED臺(tái)燈，其特征在于，通過(guò)所述電路⑵中輸入為正15V和負(fù)15V直流電壓，核心為以4運(yùn)放的LM324放大器。這個(gè)中，電阻Rs構(gòu)成了電路的反饋環(huán)節(jié)，電容Cl和C2實(shí)現(xiàn)對(duì)ICl和IC2的積分環(huán)節(jié)?？蓪?shí)現(xiàn)功能=Utjl和11。2可輸出頻率為IOOK的正弦信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能LED臺(tái)燈，其特征在于，通過(guò)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(hào)為幅值較小的正弦信號(hào)，通過(guò)抗干擾電容Cl與變壓器Tl連接，然后通過(guò)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。此設(shè)計(jì)可使輸入阻抗和輸出阻抗均為50 Ω，且等于系統(tǒng)阻抗。此外，放大頻率范圍可達(dá)到28M。可實(shí)現(xiàn)功能對(duì)正弦信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦波進(jìn)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(dǎo)致的互調(diào)失真。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能LED臺(tái)燈，其特征在于，所述的發(fā)射線圈(4)與接收線圈(5)，設(shè)計(jì)的線圈均采用重量較輕的漆包線繞制。其尺度小，匝數(shù)少，便于封裝，安全可靠?？蓪?shí)現(xiàn)功能輸入IOOKHz的正弦信號(hào)，使發(fā)射線圈與接收線圈之間發(fā)生電磁耦合諧振。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能LED臺(tái)燈，其特征在于，所述的同步整流電路(6)，采用自驅(qū)動(dòng)方式，使功率MOSFET的導(dǎo)通頻率與輸入的正弦信號(hào)頻率一直，從而極大的提高了效率。為了輸出平滑的直流信號(hào)其末端還接有RC組成的濾波電路?？蓪?shí)現(xiàn)功能通過(guò)對(duì)功率MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，輸出紋波較小的直流電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于線電能傳輸技術(shù)的智能LED臺(tái)燈，其特征在于，負(fù)載電路(7)由3個(gè)按鍵和9個(gè)LED燈組成，通過(guò)對(duì)3個(gè)按鍵的控制可實(shí)現(xiàn)LED臺(tái)燈的亮度調(diào)諧，滿足人們的需要。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能LED臺(tái)燈，主要由發(fā)射裝置包括正弦信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)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(fù)載電路兩部分組成；由于該LED臺(tái)燈可由兩個(gè)在空間上相互獨(dú)立的部分組成，從而使發(fā)射裝置輸入正15V和負(fù)15V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(nèi)自由移動(dòng)，LED臺(tái)燈可正常發(fā)光；此外，可通過(guò)3個(gè)按鍵對(duì)LED臺(tái)燈的亮度進(jìn)行控制；本發(fā)明克服了傳統(tǒng)上LED臺(tái)燈安裝后的不易移動(dòng)性以及導(dǎo)線對(duì)LED臺(tái)燈的束縛性，設(shè)計(jì)了一種移動(dòng)靈活、安全、可靠且無(wú)污染的綠色照明裝置，可以對(duì)人們的家居生活和學(xué)習(xí)工作帶來(lái)極大方便。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102905440SQ20121041445
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者薛明, 李勁松, 劉 東, 劉杰, 張獻(xiàn), 金亮, 李陽(yáng) 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)