[发明专利]无线供电的智能LED探照灯设计

说明书

技术领域

随着科技的发展与创新，基于无线电能传输技术的电器设备将会进入千家万户。所谓“无线电能传输”是利用一种特殊设备将电源的电能转变为可无线传播的能量，在接收端又将此能量转变回电能，从而到达对电器设备的无线供电。

本发明——无线供电的智能LED探照灯，属于无接触电能传输技术的崭新、高端应用领域。它可以在消除电线连接的基础上给LED探照灯供电，且探照灯自身的发光主芯片组由经过工程热设计与优化后的非对称排布的LED矩阵构成，安装简便、智能灵活，在经久耐用的质量要求上又实现了节能环保的健康理念。

背景技术

传统探照灯需要外接导线来供电，即使目前有些大型探照灯本身由多颗一定功率的LED构成，但由于LED排布或者热设计缺陷，使得LED在工作过程中产生热量不能迅速耗散而积聚起来，从而导致LED探照灯易老化、寿命短，光通量无法满足通用照明所要求的接近1000流明的标准。对运营商来说，在增加维护成本的基础上又带来了安全隐患。如何在电能高效利用的基础上，免去导线，增加光亮度及使用寿命成为智能LED探照灯设计的一个重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在智能控制的基础上，基于无线电能传输技术对LED探照灯进行无线供电，通过对LED探照灯发光主芯片组进行工程热设计与优化，实现可靠的操作性能与高亮度照明，安装简便，成本低廉，节能环保。

本发明采用的技术方案是：直流稳压电源(2)(装有一次整流电路)，发射装置(3)，LED探照灯(发光主芯片组由经过工程热设计与优化后的非对称排布的LED矩阵(4)，内嵌接收装置(5)和二次整流桥升压电路(6))。

发射装置(3)包括两个MOSFET，它们可以交替导通，为后面的LC谐振电路创造交流电流；C1为谐振电容，L1为谐振电感，它们并联谐振以提高发射频率，从而将电能以高频电磁波的形式发送到接收端。

发光主芯片组由经过工程热设计与优化后的非对称排布的LED矩阵(4)，从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯的平均温度，提高散热效率。

接收装置(5)由电容C2和电感L2构成新的并联谐振电路，它们在与发射装置阻抗匹配时，可实现电能的最大化无线传输。经过二次整流升压电路(6)变成直流电供给探照灯。

本发明需要使用普通220V照明电源，在外接光敏电阻传感装置时，可对LED探照灯实现自动控制。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是直流稳压电源的电路原理图(一次整流电路)；

图3是发射装置的电路原理图；

图4是采用非均匀排布方式的LED矩阵示意图；

图5是接收装置的电路原理图；

图6是二次整流电路原理图。

其中：

C1：发射端谐振电容       L1：发射端谐振电感

C2：接收端谐振电容       L2：接收端谐振电感

下面结合实例和附图对本发明--无线供电的智能LED探照灯设计作详细说明。

如图1所示，将220V的交流电接入直流稳压电源(2)，经过整流稳压实现150V的直流输出给发射装置(3)，在发射装置中经过高频逆变成交流电压信号，加载到补偿后的松耦合变压器的原边，与内嵌入LED灯中的接收线圈(5)实现谐振耦合，经过二次整流升压电路(6)，将220V的电压供给发光主芯片由经过工程热设计与优化后的非对称排布的LED矩阵(4)，实现LED探照灯的高亮度。

如图2所示，220V交流电经过变压器降压送到一个由4个二极管组成的整流桥，再经过稳压装置，输出为150V的直流电。

如图3所示，150V的直流电送给两个MOSFET，它们可以交替导通，产生交流电流，输出到后面的LC谐振电路，C1为谐振电容，L1为谐振电感，它们并联谐振以提高发射频率，从而将电能以高频电磁波的形式发送到接收端。

如图4所示，是发光主芯片组为经过散热优化后的采用非均匀排布方式的LED矩阵，从灯具中心处向两边逐渐减小相邻两颗LED之间的间距，从而在减少中心温差的同时，降低整个灯的平均温度，提高散热效率。

如图5所示，由电容C2和电感L2构成新的并联谐振电路，与发射装置阻抗匹配时，可实现电能的最大化无线传输。经过二次整流升压电路变成直流电供给LED探照灯。

如图6所示，是一个与接收装置连接的二次整流桥升压电路。

本发明需要使用普通220V照明电源，在外接光敏电阻传感装置时，可对LED探照灯实现自动控制。