一种无线供电的LED电路制造技术

本发明专利技术公开了一种无线供电的LED电路。通过磁耦合谐振无线供电技术控制多路LED照明电路，从而实现基于无线供电的多路LED照明。该LED电路包括高频信号源、驱动电路、直流电源、发射线圈电路、MOS管、N个接收线圈电路以及N个负载电路，N为正整数。

【技术实现步骤摘要】
一种无线供电的LED电路
本专利技术涉及一种无线供电的LED电路，属于LED电路的

技术介绍
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。LED由于其具有亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等优势，在金融、交通、体育、广告等领域得到广泛应用；LED工作在低压环境下且由电流来进行驱动，一般在LED电路中，LED工作的电源是从供电电源降压后而得到的，目前现有的LED电路较为复杂，其降压电路一般采用阻容降压电路，阻容降压电路的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流，这类电路的输出电流较小，随着输入电压的改变，LED的亮度也随之改变，而且阻容降压式电源是一种非隔离电源，安全性较低；此外，LED工作电路中的高频噪声、电压的激变均会影响其发光效果，所以在LED电路中需要采取一些手段来给LED发光电路提供稳定的工作电流；LED的自身温度会随着发光时间的增长而升高，当到达一定高温时，LED会发生爆裂甚至烧坏整个LED电路，造成不可挽救的经济损失。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更智能的LED照明效果。
技术实现思路
针对磁耦合谐振无线供电LED照明应用场合，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无线供电的LED电路。通过磁耦合谐振无线供电技术控制多路LED照明电路，从而实现基于无线供电的多路LED照明。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术提供一种无线供电的LED电路，包括高频信号源、驱动电路、直流电源、发射线圈电路、MOS管、N个接收线圈电路以及N个负载电路，N为正整数，其中：高频信号源与驱动电路的输入端连接，向驱动电路提供高频信号；驱动电路的输出端与MOS管的栅极连接，为MOS管提供高频工作所需的驱动能力；发射线圈电路的两端分别连接直流电源的正极、MOS管的漏极，第一直流电源的负极、MOS管的源极分别接地；发射线圈电路中的发射电感与每个接收线圈中的接收电感构成一个空心变压器；每个接收线圈电路分别连接一个负载电路，为一路负载电路供电；每个负载电路包括一个整流滤波电路、一个控制电路以及一个LED负载，整流滤波电路、控制电路、LED负载依次连接。作为本专利技术的进一步优化方案，发射线圈电路包括并联的第一电容和第一电感，第一电容和第一电感的一个公共端与直流电源的正极连接，另一个公共端与MOS管的漏极连接。作为本专利技术的进一步优化方案，每个接收线圈包括并联的第二电感和第二电容。作为本专利技术的进一步优化方案，整流滤波电路包括相连的桥式整流电路和LC滤波电路。作为本专利技术的进一步优化方案，桥式整流电路包括第一至第四二极管，LC滤波电路包括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。作为本专利技术的进一步优化方案，控制电路包括一个三极管和一个电阻，电阻的一端连接三极管的栅极，另一端与三极管的源极分别接地，三极管的漏极与LED负载的一端连接。作为本专利技术的进一步优化方案，LED负载为发光二极管。作为本专利技术的进一步技术方案，MOS管的工作频率和发射线圈电路的工作频率一致。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术通过研究将LED的能量信号包含在发射线圈的能量中，无需依赖专门的通信电路即可实现对LED灯进行控制。相比较于二次侧采用独立的通信模块调光相比，该方案无需地址匹配等繁琐步骤，方便与数字化系统接轨，具有很好的应用前景。附图说明图1是一种无线供电的LED电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本方面提供一种无线供电LED照明系统色彩控制电路，如图1所示，一种无线供电的LED电路，包括高频信号源、驱动电路、直流电源、发射线圈电路、MOS管、N个接收线圈电路以及N个负载电路，其中：高频信号源与驱动电路的输入端连接，向驱动电路提供高频信号；驱动电路的输出端与MOS管的栅极连接，为MOS管提供高频工作所需的驱动能力；发射线圈电路的两端分别连接直流电源的正极、MOS管的漏极，第一直流电源的负极、MOS管的源极分别接地；发射线圈电路中的发射电感与每个接收线圈中的接收电感构成一个空心变压器；每个接收线圈电路分别连接一个负载电路，为一路负载电路供电；每个负载电路包括一个整流滤波电路、一个控制电路以及一个LED负载，整流滤波电路、控制电路、LED负载依次连接。其中，一个接收线圈电路以及一个负载电路构成一路接收端，N路接收端的硬件结构相同，但可以设置每一路接收线圈的谐振频率点不同，且每一路谐振电路工作时对其他谐振线圈的影响很小。下面结合附图，以发射端以及其中一路接收端为例进行详细阐述：该发射电路由直流电源V1、MOS管Q1、第一电感（发射线圈）L1、第一电容（发射线圈谐振电容）C1构成，V1的正极分别与C1的一端、L1的一端连接，C1的另一端、L1的另一端分别与Q1的漏极连接，Q1的栅极与驱动电路的输出通道连接，V1的负极、Q1的源极分别接地。本实施例中的一路接收端由第二电感（接收线圈）L2、第二电容（接收线圈谐振电容）C2、整流滤波电路、控制电路以及发光二极管LED1构成，其中，整流滤波电路包括二极管D1-D4、滤波电感L3和滤波电容C3，控制电路包括第一三极管Q2和第一电阻R1。L2的一端分别与C2的一端、D1的阳极、D2的阴极连接，L1的另一端分别与C2的另一端、D3的阳极、D4的阴极连接，D1的阴极分别与L3的一端、D3的阴极连接，L3的另一端分别与C3的一端、LED1的阳极连接，LED1的阴极与Q2的漏极连接，Q2的栅极与R1的一端连接，R1的另一端、C3的另一端、D2的阳极、D4的阳极、Q2的源极分别接地。L1和L2构成一个空心变压器，且L1和L2之间产生磁耦合谐振，通过线圈的磁谐振L2能够接收到L1传递的有功功率，并经整流滤波电路后为LED1提供直流电能。本专利技术的优选实例的具体参数如下：输入电压V1为24VDC；Q1工作频率为200kHz；开关管为IPB108N15N3G；整流二极管为BYG22D；高频信号源采用的芯片为DSPTMS320F2812；驱动电路采用的芯片为IR2100。以上所述，仅为本专利技术中的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本专利技术所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本专利技术的包含范围之内，因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线供电的LED电路，其特征在于，包括高频信号源、驱动电路、直流电源、发射线圈电路、MOS管、N个接收线圈电路以及N个负载电路，N为正整数，其中：高频信号源与驱动电路的输入端连接，向驱动电路提供高频信号；驱动电路的输出端与MOS管的栅极连接，为MOS管提供高频工作所需的驱动能力；发射线圈电路的两端分别连接直流电源的正极、MOS管的漏极，第一直流电源的负极、MOS管的源极分别接地；发射线圈电路中的发射电感与每个接收线圈中的接收电感构成一个空心变压器；每个接收线圈电路分别连接一个负载电路，为一路负载电路供电；每个负载电路包括一个整流滤波电路、一个控制电路以及一个LED负载，整流滤波电路、控制电路、LED负载依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种无线供电的LED电路，其特征在于，包括高频信号源、驱动电路、直流电源、发射线圈电路、MOS管、N个接收线圈电路以及N个负载电路，N为正整数，其中：高频信号源与驱动电路的输入端连接，向驱动电路提供高频信号；驱动电路的输出端与MOS管的栅极连接，为MOS管提供高频工作所需的驱动能力；发射线圈电路的两端分别连接直流电源的正极、MOS管的漏极，第一直流电源的负极、MOS管的源极分别接地；发射线圈电路中的发射电感与每个接收线圈中的接收电感构成一个空心变压器；每个接收线圈电路分别连接一个负载电路，为一路负载电路供电；每个负载电路包括一个整流滤波电路、一个控制电路以及一个LED负载，整流滤波电路、控制电路、LED负载依次连接。2.根据权利要求1所述的一种无线供电的LED电路，其特征在于，发射线圈电路包括并联的第一电容和第一电感，第一电容和第一电感的一个公共端与直流电源的正极连接，另一个公共端与MOS管的漏极连接。3.根据权利要求1所述的一种无线供电的LED电路，其特征在于，每个接收线圈包括并联的第二电感和第二电容。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国良，朱霞，
申请(专利权)人：苏州合欣美电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32