電路圖天天讀（28）：無(wú)線(xiàn)LED照明供電系統電路模塊設計

　　無(wú)線(xiàn)供電，是一種方便安全的新技術(shù)，無(wú)需任何物理上的連接，電能可以近距離無(wú)接觸地傳輸給負載。無(wú)線(xiàn)供電的無(wú)接觸結構使得其與傳統的供電方式相比有以下特點(diǎn)：供電系統和負載之間無(wú)任何接觸，無(wú)磨擦，易維護；不受負載運動(dòng)速度的限制；無(wú)噪聲污染；能在各種惡劣的條件下工作（如水下、冰雪天氣和地下等）；由于頻率高，因此體積小。這種近距離無(wú)線(xiàn)供電技術(shù)有著(zhù)廣泛的應用前景。比如無(wú)線(xiàn)充電器，只需將手機、PDA等移動(dòng)設備放上去，無(wú)需插拔連線(xiàn)就可以充電，給人們的生活帶來(lái)了很大的方便。在技術(shù)上有兩種實(shí)現方案，一種是利用電磁波，一種是磁耦合共振。

　　系統硬件設計

　　此設計總體主要以包括能量發(fā)送模塊和能量模塊為主。其中能量接收模塊為一個(gè)帶能量接收單元和五個(gè)LED燈。兩個(gè)模塊之間沒(méi)有任何導線(xiàn)連接，電能的傳輸通過(guò)感應線(xiàn)圈，由能量發(fā)送模塊以無(wú)線(xiàn)方式傳輸給LED照明模塊，線(xiàn)圈間的介質(zhì)為空氣?？刂颇K中通過(guò)按鍵方式對電壓增益進(jìn)行調節，進(jìn)而控制發(fā)送能量的大小從而達到對接收模塊中LED的亮暗進(jìn)行調節的功能。

　　硬件電路總框圖

　　單元電路設計原理

　　能量發(fā)送模塊

　　工作原理：首先通過(guò)LM393雙電壓比較器產(chǎn)生三角波并進(jìn)行電壓比較，產(chǎn)生一個(gè)合適的頻率的控制信號，再通過(guò)IRF540N采用E類(lèi)功率放大對功率進(jìn)行放大最后通過(guò)LC并聯(lián)諧振將能量發(fā)送出去；其中通過(guò)K1控制總電壓電壓增益從而控制發(fā)送能量的大小。

　　能量接收模塊

　　工作原理：由LC并聯(lián)諧振負責能量接收，經(jīng)過(guò)全橋整流電路形成直流電壓，從而對LED進(jìn)行供電。

　　電流采樣電路模塊

　　工作原理：電流信號轉換為電壓信號，再接AD轉換，變成數字信號，然后經(jīng)過(guò)LM358進(jìn)行電壓放大。

　　單片機模塊

　　單片機主控模塊是以芯片AT89S52為主的最小系統板，是我們學(xué)習單片機過(guò)程中使用的學(xué)習板，它擁有優(yōu)異的性?xún)r(jià)比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強、低電壓、低功耗的顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，完全滿(mǎn)足所需。

　　AD模數轉換模塊

　　TLC549是采用IinCMOSTM技術(shù)并以開(kāi)關(guān)電容逐次逼近原理工作的8位串行A／D7芯片，可與通用微處理器、控制器通過(guò)I／O CLOCK、CS、DATA OUT三條口線(xiàn)進(jìn)行串行接口。TLC549具有4MHz的片內系統時(shí)鐘和軟、硬件控制電路，轉換時(shí)間最長(cháng)為17μs，允許的最高轉換速率為40000次 /s?？偸д{誤差最大為±0．5LSB，典型功耗值為6 mW。TLC549采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉換范圍，由于其VREF-接地時(shí)，（VREF+）-（VREF-）≥1 V，故可用于較小信號的采樣，此外，該芯片還單電源3～6v的供電范圍?？傊?，TLC549具有控制口線(xiàn)少，時(shí)序簡(jiǎn)單，轉換速度快，功耗低，價(jià)格便宜等特點(diǎn)，適用于低功耗袖珍儀器上的單路A/D采樣，也可將多個(gè)器件并聯(lián)使用。

　　原理接線(xiàn)圖

　　名稱(chēng)引腳功能定義：1Vref+輸入，電壓為+2 5 v基準電壓 。2ANIN輸人，信號輸人，由主板上的JK。3輸人0～+2.5V電壓，3Vref-輸人，負基準電壓，接主板地。4GND地管腳。5CS輸入，片選，轉換及輸出控制接下載板P2.0。6DOUT輸出，串行移位數據，接下載板P2.1。7CLK輸人，串行移位脈沖，接下載板P2.2。8VCC+5V電源引腳。

　　LCD顯示模塊

　　工作原理：液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應用系統中得到廣泛的應用。目前字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應用設計中最常用的信息顯示器件。

電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評分析：

　　根據電磁感應原理，設計了一種簡(jiǎn)易的無(wú)線(xiàn)供電原型，該系統包括能量發(fā)送模塊和LED照明模塊。LED照明模塊包括一個(gè)帶能量接收單元和五個(gè)LED燈（每個(gè)LED的平均電流為10mA），LED照明模塊沒(méi)有外加任何電源，它的供電只能來(lái)自能量發(fā)送模塊，兩個(gè)模塊之間沒(méi)有任何導線(xiàn)連接，電能的傳輸通過(guò)感應線(xiàn)圈，由能量發(fā)送模塊以無(wú)線(xiàn)方式傳輸給LED照明模塊，線(xiàn)圈間的介質(zhì)為空氣。其中，能量發(fā)送單元采用12V的直流電供電。通過(guò)對LED燈光強的檢測并將數據反饋給能量發(fā)送模塊，可控制發(fā)射模塊的功率。LED燈也有多級光照強度控制。

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