LED照明設備非接觸供電技術(shù)的探討

　　非接觸供電技術(shù)在LED發(fā)光設備的應用

　　現有的LED發(fā)光標志牌、LED照明產(chǎn)品等，通常采用有線(xiàn)方式供電、充電。因而需要通過(guò)接口和導線(xiàn)進(jìn)行有線(xiàn)方式供電、充電，需要在發(fā)光標志牌、照明設備上安裝接口及導線(xiàn)，導致設備整體防水、防漏氣性能低且不可靠。無(wú)法長(cháng)期使用、安裝、儲存在惡劣的環(huán)境中，如水中、礦井中或者連續潮濕的環(huán)境中。

　　本文探究非接觸供電技術(shù)應用于LED發(fā)光設備可行性，把非接觸供電系統的電能接收端置入到LED發(fā)光設備內。選擇適當的LED驅動(dòng)技術(shù)，設計能進(jìn)行非接觸供電或充電的LED發(fā)光設備。該LED發(fā)光設備具有移動(dòng)性、高度防水性、高度隔離性，適用于水下作業(yè)、礦井作業(yè)、抗洪救災等特殊場(chǎng)所的安全標志牌與照明。

　　1 應用實(shí)例

　　1.1 LED發(fā)光標志牌

　　本文設計的非接觸供電LED發(fā)光標志牌(如圖2所示)，它由內部非接觸供電電能接收單元、充電電池、LED、LED驅動(dòng)電路、系統控制電路、柔性電路板、外封裝透明膠套構成。外部由非接觸供電電能發(fā)送單元及電源構成。

　　(1)電能發(fā)送單元

　　由國內明天科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)的VOX330MP05S和VOXRIOD是近距離下的非接觸供電芯片組，解決了長(cháng)期以來(lái)不能解決的空振高壓?jiǎn)?wèn)題，使輸出電壓基本維持在一個(gè)相對穩定的電壓范圍內。

　　VOX330MP05S是一款專(zhuān)門(mén)針對市電電源的非接觸供電的大功率發(fā)射模塊芯片，可以將市電整流后直接給芯片供電，工作電壓范圍大，最低可低至IOOV，最高電壓至400V，具有高達1A的電流發(fā)射能力，典型工作電路(如圖3所示)。Ic內部建有振蕩、基準電壓、脈寬調制、限幅、低壓?jiǎn)?dòng)、輸出推動(dòng)和功率輸出等電路，完全符合電磁共振的特殊要求；V0x330MP05s自身功耗小，輸出電流大，發(fā)射效率高達70%以上；芯片內設自動(dòng)限流電路，電路在空載時(shí)電流很小，而在大負載時(shí)的輸出能力可達空載時(shí)的十倍以上；VOX330MP05S外圍電路簡(jiǎn)單，主要元件只有一個(gè)電阻、一個(gè)電容和～個(gè)線(xiàn)圈，因此使用方便。配合相應的接收模塊同時(shí)使用，就能實(shí)現非接觸供電?！?strong style="margin: 0px; padding: 0px; word-break: break-all; ">　

圖3　電能發(fā)送單元

　　(2)電能接收單元

　　VOXRl0是一款專(zhuān)門(mén)針對VOX系列的非接觸供電發(fā)射模塊設計的配套接收模塊芯片，可以為接收電路提供一個(gè)相對穩定的中心電壓。VOXRIO內部建有基準電壓、限幅、低壓?jiǎn)?dòng)、輸出推動(dòng)和功率輸出等電路，完全符合電磁共振的特殊要求；而且自身功耗小，輸出電流大，接收效率高達80%以上；芯片內設自動(dòng)限壓電路，電路在空載時(shí)電流很小。VOXRl0外圍電路簡(jiǎn)單，主要元件只有一個(gè)電容、一個(gè)二極管和一個(gè)線(xiàn)圈，因此使用方便。

　　電能發(fā)送單元發(fā)射電磁波，內部電能接收單元接收該電磁波并轉換為交流電后經(jīng)整流濾波成直流電對電池進(jìn)行充電。一個(gè)電能發(fā)送單元可以對多個(gè)內部電能接收單元發(fā)射電磁波進(jìn)行充電。充電電池一般用鋰電池，但鋰電池穩定性較差，在有易燃易爆氣體及物品的環(huán)境中采用鎳氫等電池。

(3)LED電路

　　一個(gè)LED與一個(gè)電阻串聯(lián)后組成一個(gè)基本單元，若干個(gè)基本單元之間可以采用串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)的方式進(jìn)行連接；多個(gè)LED以陣列的形式安裝在一塊平面上組成LED點(diǎn)陣屏，點(diǎn)陣屏有各種顏色，分為單色、雙色、三色。把LED呈矩陣狀均勻布滿(mǎn)于柔性電路板上，可以排列組合成指標或警示性的圖標發(fā)光顯示。

　　LED控制電路采用微處理器控制電路，以遙控控制系統、觸摸控制系統、輕觸開(kāi)關(guān)來(lái)控制系統實(shí)現，簡(jiǎn)單的可以直接用微型按鈕開(kāi)關(guān)控制電源。LED驅動(dòng)電路可采用分立元件驅動(dòng)電路、集成驅動(dòng)電路。