專利名稱：無線供電的智能led光電轉換路燈的制作方法
技術領域：
隨著科技的創新與進步，基于無線電能傳輸技術的各種照明設備將會進入千家萬戶。所謂“無線電能傳輸”是利用一種特殊設備將電源的電能轉變為可無線傳播的能量，在接受端又將此能量轉變回電能，從而到達對用電器的無線供電。本發明——無線供電的智能LED光電轉換路燈，屬于無接觸電能傳輸技術的嶄新應用領域，它可以在消除電線連接的基礎上給LED光電轉換路燈供電，且路燈本身由經過熱設計優化排布的LED矩陣構成，簡易便捷、智能靈活，在經久耐用的質量要求上又實現了節能環保的理念，可以廣泛應用于居民小區公共休閑場所晚間照明，也可以作為公路交通方面的探照燈使用。
背景技術：
傳統路燈需要外接導線來供電，即使目前有些路燈本身由多顆小功率LED構成， 但由于LED排布或者熱設計缺陷，導致壽命短、易老化，且不便移動，對于公共設施使用而言，同時增加了維修成本。如何在電能高效利用的基礎上，免去導線，增加光亮度及使用壽命成為智能LED光電轉換路燈設計的一個重要課題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，在智能連接的基礎上，基于無線電能傳輸技術實現對LED光電轉換路燈的無線供電，操作簡便，節能環保。本發明采用的技術方案是太陽能光電轉換裝置，蓄電池(裝有一次整流電路(2) 和智能通斷開關)，功率控制器，功率發射裝置(3)，LED光電轉換路燈(主芯片為經過熱設計優化排布的LED矩陣(4)，內嵌功率接收裝置( 、二次整流電路(6)和智能感應開關)。蓄電池裝有一次整流電路(2)和智能通斷開關，既可以將蓄電池中的電能進行整流穩壓，又可以實現對路燈的智能通斷，防止電能的無故浪費，節能環保。功率發射裝置(3)包括兩個M0SFET，它們可以交替導通，為后面的LC諧振電路創造交流電流；Cl為諧振電容；Ll為諧振電感，它們并聯諧振以提高發射頻率，從而將電能以高頻電磁波的形式發送到接收端。功率接收裝置(5)由電容C2和電感L2構成新的并聯諧振電路，它們在與發射裝置阻抗匹配時，可實現電能的最大化無接觸傳輸。經過二次整流電路(6)變成直流電供給給LED光電轉換路燈。本發明無需外接特種照明電源只要白天太陽光線充足，使蓄電池滿電量在夜間供給LED光電轉換路燈；即使陰雨等無光天氣，只要蓄電池中剩余能量足夠維持晚上照明， 就可實現在直徑為5m的空間內保持LED燈的基本亮度。在外接無線遙控裝置時，可對LED 光電轉換路燈自動控制。


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圖1是本發明的整體結構框圖；圖2是直流穩壓電源的電路原理圖(一次整流電路)；圖3是發射裝置的電路原理圖；圖4是經過熱設計優化的LED矩陣排布圖；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 發射端諧振電容Ll 發射端諧振電感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合實例和附圖對本發明的智能LED臺燈作出詳細說明。如圖1所示，將太陽能光電轉換裝置吸收的太陽光轉化為電能儲存在蓄電池里， 經過一次整流電路O)，將蓄電池中的電能進行整流穩壓。智能通斷開關可以實現對路燈的智能通斷，防止電能的無故浪費，節能環保。整流穩壓后的直流輸出給功率發射裝置⑶，在發射裝置中經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，與內嵌入LED路燈中的接收線圈( 實現諧振耦合，經過二次整流電路(6)，將輸出電壓供給給經過熱設計優化排布的LED光電轉換路燈(4)，實現LED路燈的高亮度晚間照明。如圖2所示，蓄電池中的直流電送到一個由4個二極管組成的整流橋，再經過穩壓裝置進行輸出給功率控制器。如圖3所示，輸入的直流電送給兩給M0SFET，它們可以交替導通，產生交流電流， 輸出到后面的LC諧振電路，Cl為諧振電容；Ll為諧振電感，它們并聯諧振以提高發射頻率， 從而將電能以高頻電磁波的形式發送到接收端。如圖4所示，是一個長為8cm，寬為6cm，厚度約為Icm的PCB板，上面布有14顆經過熱設計優化后的單顆功率約為IW的LED芯片。如圖5所示，由電容C2和電感L2構成新的并聯諧振電路，它們在與發射裝置阻抗匹配時，可實現電能的最大化無接觸傳輸。經過二次整流電路變成直流電供給給LED光電轉換路燈。如圖6所示，是一個與接收裝置連接的二次整流橋電路。在外接無線遙控裝置時，可對LED光電轉換路燈自動控制，實現在直徑為5m的空間內保持LED路燈的基本亮度。
權利要求
1.無線供電的智能LED光電轉換路燈，其特征在于還設置有包括有太陽能光電轉換裝置；蓄電池，裝有一次整流電路(2)和智能通斷開關；功率控制器；功率發射裝置(3)； LED光電轉換路燈，主芯片為經過熱設計優化排布的LED矩陣G)，內嵌功率接收裝置(5)、 二次整流電路(6)和智能感應開關。
2.根據權利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉換路燈，其特征還在于，所述的蓄電池裝有一次整流電路(2)和智能通斷開關，既可以將蓄電池中的電能進行整流穩壓，又可以實現對路燈的智能通斷，防止電能的無故浪費，節能環保。
3.根據權利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉換路燈，其特征還在于，所述的功率發射裝置(3)包括兩個M0SFET，它們可以交替導通，為后面的LC諧振電路創造交流電流；Cl為諧振電容；Ll為諧振電感，它們并聯諧振以提高發射頻率，從而將電能以高頻電磁波的形式發送到接收端。
4.根據權利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉換路燈，其特征還在于，所述的功率接收裝置(5)由電容C2和電感L2構成新的并聯諧振電路，它們在與發射裝置阻抗匹配時，可實現電能的最大化無接觸傳輸；經過二次整流電路(6)變成直流電供給給LED光電轉換路燈。
5.根據權利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉換路燈，其特征還在于，所述的主芯片為經過熱設計優化的LED矩陣G)，主要設計優點為14顆LED呈現5-4-5陣型，且分布間距從中間到兩邊按等差數列規律依次增大，這樣可以在最大限度內減弱熱源耦合，使散熱結果更為科學，在增大光亮度的同時又延長了使用壽命。
6.根據權利要求1所述的無線供電的智能LED光電轉換路燈，其特征還在于，所述的接收裝置(5)，可實現功能由電容C2和電感L2構成新的并聯諧振電路，它們在與發射裝置阻抗匹配時，可實現電能的最大化無接觸傳輸；經過二次整流電路變成直流電供給給LED 光電轉換路燈。
全文摘要
本發明是一種基于無線電能傳輸技術的智能LED光電轉換路燈，包括有太陽能光電轉換裝置；蓄電池，裝有一次整流電路(2)和智能通斷開關；功率控制器；功率發射裝置(3)；LED光電轉換路燈，主芯片為經過熱設計優化排布的LED矩陣(4)，內嵌功率接收裝置(5)、二次整流電路(6)和智能感應開關。本發明無需外接電源，只要蓄電池中剩余能量足夠維持晚上照明，就可實現在直徑為5m的空間內保持LED燈的基本亮度。在外接無線遙控裝置時，可對LED光電轉換路燈自動控制。簡易便捷、智能靈活，在經久耐用的質量要求上又實現了節能環保的理念，可以廣泛應用于居民小區公共休閑場所晚間照明，也可以作為公路交通方面的探照燈使用。
文檔編號H05B37/02GK102548150SQ20121000770
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者張獻, 李勁松, 李陽, 楊慶新, 金亮 申請人:天津工業大學