[发明专利]一种无线供电LED照明系统色彩控制电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线供电LED照明系统色彩控制电路及方法，属于无线供电LED灯提供调色的技术领域。

背景技术

非辐射性磁耦合谐振作为新型无线供电技术，通过使两个相同频率的谐振物体产生很强的相互耦合，而对周围非谐振频率的接受端只有较弱的耦合。磁耦合谐振系统包括发射谐振线圈、次级接收谐振线圈和负载。由于LED灯的输出电压近似恒定，因此只要控制每一路LED灯的接受功率即可获得不同的工作电流，进而实现LED灯的调光。通过控制三基色LED中每一路LED灯流过的电流即可获得不同的色彩。

LED具有节能的显著优点，LED颜色变化可以美化环境，无线供电LED灯在很多特种场合具有防触电、防爆等优势。因此我们需要研究基于磁耦合无线供电实现LED颜色变化方法进而达到更智能的照明效果。

发明内容

针对磁耦合谐振无线供电LED照明应用场合，本发明所要解决的技术问题是提供一种无线供电LED照明系统色彩控制电路及方法。本发明通过PWM技术控制三个独立的发射谐振线圈控制三通道LED的接收功率，实现LED灯的颜色变化，从而实现为无线供电LED灯提供调色。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种无线供电LED照明系统色彩控制电路，包括控制电路、三通道驱动电路、第一至第三发射线圈电路、第一至第三接收线圈电路、第一至第三整流电路、第一至第三负载电路、第一至第三直流电源以及第一至第三开关管，其中：

控制电路与三通道驱动电路的输入端连接，向三通道驱动电路提供高频信号；

三通道驱动电路的三个输出通道分别与第一至第三开关管的栅极连接，分别为每个开关管提供高频工作所需的驱动能力；

第一发射线圈电路的两端分别连接第一直流电源的正极、第一开关管的漏极，第一直流电源的负极、第一开关管的源极分别接地；第二发射线圈电路的两端分别连接第二直流电源的正极、第二开关管的漏极，第二直流电源的负极、第二开关管的源极分别接地；第三发射线圈电路的两端分别连接第三直流电源的正极、第三开关管的漏极，第三直流电源的负极、第三开关管的源极分别接地；

第一接收线圈电路、第一整流电路和第一负载电路依次连接，第二接收线圈电路、第二整流电路和第二负载电路依次连接，第三接收线圈电路、第三整流电路和第三负载电路依次连接；

第一发射线圈电路中的发射电感与第一接收线圈电路中的接收电感构成一个空心变压器，第二发射线圈电路中的发射电感与第二接收线圈电路中的接收电感构成一个空心变压器，第三发射线圈电路中的发射电感与第三接收线圈电路中的接收电感构成一个空心变压器；

第一至第三负载电路分别为红、黄、蓝三基色的LED灯。

作为本发明的进一步技术方案，每个发射线圈电路包括一个发射电容和一个发射电感，发射电容和发射电感并联。

作为本发明的进一步技术方案，每个接收线圈电路包括一个接收电容和一个接收电感，接收电容和接收电感并联。

作为本发明的进一步技术方案，每个所述整流电路包括第一至第四二极管、滤波电感和滤波电容，其中，第一二极管的阳极分别与第二二极管的阴极、接收线圈电路的一端，接收线圈电路的另一端分别与第四二极管的阴极、第三二极管的阳极连接，第二二极管的阳极分别与第四二极管的阳极、滤波电容的一端连接，滤波电容的另一端与滤波电感的一端连接，滤波电感的另一端分别与第三二极管的阴极、第一二极管的阴极连接。

作为本发明的进一步技术方案，每个负载电路均为T个LED灯串联或并联，T为自然数。

作为本发明的进一步技术方案，每个开关管的工作频率和与其连接的发射线圈电路的工作频率一致。

作为本发明的进一步技术方案，每个发射线圈电路的谐振频率点不同。

另一方面，本发明还提供基于上述无线供电LED照明系统色彩控制电路的色彩控制方法，控制电路通过脉冲宽度调制PWM控制方法分别对三个发射线圈电路的输出功率进行控制，三个接收线圈分别给三个负载电路供电；控制电路通过控制每个发射线圈电路的输出功率，来调整每个负载电路的光强；通过调整三个负载电路的光强比例，基于色彩的三基色合成原理，三个负载电路的光合成为不同颜色的光，从而实现LED照明系统的色彩控制。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：