CN110769549A - 一种无线led驱动系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种无线LED驱动系统，通过通信电路从电能接收端向电能发射端反馈输出参数，位于发射侧的控制电路根据反馈的输出参数直接控制发射侧的功率变换器或通过向接收侧以无线方式传输指令控制接收侧的功率变换器实现对于至少一个LED负载提供驱动和控制。本发明实施例既可以驱动单个LED负载，又可以同时驱动多个LED负载，同时调节不同负载之间的驱动参数。

Description

一种无线LED驱动系统
技术领域
本发明涉及电力电子技术，具体涉及一种无线LED驱动系统。
背景技术
无线供电，是一种方便安全的新技术，无需任何物理上的连接，电能可以近距离以非接触的方式传输给负载。无线供电的非接触结构使得其与传统的供电方式相比有以下特点：供电系统和负载之间无任何接触，无摩擦，易维护；不受负载运动速度的限制，无噪声污染；能在各种恶劣的条件下工作(如水下、冰雪天气和底下等)。而且由于工作频率较高，电路体积可以较小。
现有技术中，无线供电通常用于电池充电领域，而较少应用于其它领域，同时，无线供电通常也仅能驱动一个负载，无法驱动多个负载。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种无线LED驱动系统，利用无线供电架构同时为至少一个LED负载提供驱动。
本发明的无线LED驱动系统包括：
电能发射端，用于以无线方式发射电能，其中所述电能发射端包括：
第一功率变换器；
逆变电路，与所述第一功率变换器连接，具有至少N个输出端口，用于从所述N个输出端口输出N个高频交流电，N为大于等于1的整数；
N个发射侧耦合电路，与电能接收端以非接触的方式耦合，由对应的高频交流电驱动以分时方式发射电能；
M个电能接收端，用于以无线方式接收电能，驱动LED负载，M为大于等于1的整数，其中，每个所述电能接收端包括：
接收侧耦合电路，用于与所述N个发射侧耦合电路之一以非接触的方式耦合；
整流电路，与所述接收侧耦合电路连接；
第二功率变换器，用于输入所述整流电路生成的直流电输出驱动电流以驱动所述LED负载；
通信装置，用于采样所述第二功率变换器的输出参数，并以无线方式传输到所述电能发射端，所述输出参数为表征所述驱动电流或输出电压的信号；
其中，所述电能发射端还包括控制电路，用于控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路，或者所述第二功率变换器以使得所述电能接收端的输出参数满足预定条件。
优选地，所述电能发射端还包括：
N个阻抗变换网络，连接在所述逆变电路的输出端口和发射侧耦合电路之间。
优选地，所述第二功率变换器为恒流变换器；
所述通信装置用于反馈所述恒流变换器的输出电压；
所述控制电路用于根据M个所述恒流变换电路的输出电压控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路以使得所述输出电压的最小值大于预定电压阈值。
优选地，所述第二功率变换器为恒流变换器；
所述通信装置用于反馈所述恒流变换器的输出电压，并接收所述控制电路生成的使能时序信号，控制所述恒流变换器根据所述使能时序信号工作或停止工作；
所述控制电路用于生成并发送所述使能时序信号，根据当前工作的所述恒流变换电路的输出电压控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路以使得所述输出电压趋向预定电压阈值。
优选地，所述使能时序信号指示每个电能接收端的第二功率变换器在每个周期内工作相同的时间。
优选地，所述恒流变换器为低压线性稳压器(LDO)。
优选地，所述第二功率变换器为恒压变换器。
所述通信装置用于反馈所述电能接收端的驱动电流信息，并接收所述控制电路生成的使能时序信号，控制所述恒压变换器根据所述使能时序信号工作或停止工作。
所述控制电路用于根据所有电能接收端的所述驱动电流信息生成使能时序信号分配对应的电能接收端在一个周期内的工作时间，以使得所述驱动电流趋于相同。
优选地，所述逆变电路包括N个独立的半桥或全桥电路；或者
所述逆变电路包括N+1个半桥电路，第i半桥电路和第i+1半桥电路的输出端组成所述逆变电路的第i个输出端口。
优选地，所述控制电路还用于控制所述每个半桥电路中的开关导通或关断以驱动所述发射侧耦合电路轮流或单独发射电能。
本发明实施例通过通信电路从电能接收端向电能发射端反馈输出参数，位于发射侧的控制电路根据反馈的输出参数直接控制发射侧的功率变换器或通过向接收侧以无线方式传输指令控制接收侧的功率变换器实现对于至少一个LED负载提供驱动和控制。本发明实施例既可以驱动单个LED负载，又可以同时驱动多个LED负载，同时调节不同负载之间的驱动参数。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1a是本发明实施例一的无线LED驱动系统的电路示意图；
图1b是本发明实施例一的阻抗变换网络的电路示意图；
图1c是本发明实施例一的另一种阻抗变换网络的电路示意图；
图2a是本发明实施例二的无线LED驱动系统的电路示意图；
图2b是本发明实施例的逆变电路中各开关驱动信号的分布示意图；
图2c是本发明实施例二的使能时序信号的波形图；
图3a是本发明实施例三的无线LED驱动系统的电路示意图；
图3b是本发明实施例三的使能时序信号的波形图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1a是本发明实施例一的无线LED驱动系统的电路示意图。
如图1a所示，所述无线LED驱动系统包括一个电能发射端1和至少一个电能接收端2。电能接收端2与电能发射端1以非接触(无线)的方式耦合，并与LED负载3连接，从而以无线方式从电能发射端1接收电能，驱动LED负载3工作。电能接收端2可以与LED负载3一体化制造(例如，设置在同一个PCB电路板上，并容置于同一外壳内)。
电能发射端1包括第一功率变换器11、逆变电路12、N个发射侧耦合电路13和控制电路14。其中，N为大于等于1的整数。在本实施例中，如图1a所示，N等于1。
其中，第一功率变换器11优选为直流-直流变换器，用于控制输入到逆变电路12的功率。逆变电路12可以为全桥电路，也可以为半桥电路，其具有一个输出端口AC1-AC2。在本实施例中，逆变电路12为包括四个开关器件Q1～Q4的全桥电路。
发射侧耦合电路13包括发射线圈L1，发射线圈L1可以以非接触的方式与电能接收端的线圈耦合以传输电能。发射侧耦合电路13可以通过电磁感应的方式与无线电能接收端耦合(其可以为符合Qi标准的发射侧耦合电路)，也可以以磁共振的方式与电能接收端耦合(其可以为符合A4WP组织提出的标准的发射侧耦合电路)。
为了提高发射侧耦合电路的效率，在发射侧耦合电路中可以加入发射电容C1，其与发射线圈L1串联或并联。发射电容C1作为阻抗匹配电路使得发射侧耦合电路与前级电路阻抗匹配，提高电能传输效率。当然，本领域技术人员可以理解，在某些情况下可以利用电路的分布电容(例如发射线圈导线之间的分布电容)来作为发射电容，从而不必在电路中设置独立的电容元件。
优选地，电能发射端1还可以包括阻抗变换网络15，其连接在逆变电路12和发射侧耦合电路13之间，以进行阻抗转换，使得从输入端口来看，输出电流仅与输入电压相关，方便进行控制。同时，阻抗变换网络13还可以提供必要的阻抗匹配。
图1b和图1c是本发明实施例一的阻抗变换网络的电路示意图。如图1b和图1c所示，所述阻抗变换网络15为一个2端口网络，其可以为LC二端口网络或T型的LC网络。
控制电路14可以通过控制信号VG1～VG4控制所述逆变电路12。在本实施例中，控制电路14通过基于短距离无线通信协议(例如，蓝牙协议或红外线通信协议)的通信连接从电能接收端2接收反馈电压信息，根据反馈电压信息调节第一功率变换器11或逆变电路12来调节输入到发射侧耦合电路13的功率，从而调节输入到至少一个LED负载3的功率，实现对不同的LED负载3的控制。
每个电能接收端2与电能发射端1耦合以同时接收电能，驱动LED负载3工作。每个电能接收端2包括接收侧耦合电路21、整流电路22、第二功率变换器23和通信电路24。
接收侧耦合电路21以非接触的方式与发射侧耦合电路13耦合，通过电磁感应或谐振的方式获得电能输出高频交流电。
具体地，接收侧耦合电路21包括接收线圈L2，接收线圈L2可以以非接触的方式与电能发射端的线圈耦合以传输电能。为了与后级电路阻抗匹配，提高接收侧耦合电路的效率，在接收侧耦合电路中可以加入接收电容C2，其与接收线圈L2串联或并联。类似的，接收电容C2也可以采用电路的分布电容来实现。应理解，还可以在接收侧耦合电路21中设置其它类型的阻抗匹配电路以提供阻抗匹配。
整流电路22与接收侧耦合电路21连接，用于将接收侧耦合电路21生成的交流电转换为直流电。
第二功率变换器23连接在整流电路22和LED负载3之间，用于进行直流-直流变换。其可以采用开关型变换器，也可以如图1a所示，采用低压线性稳压器(LDO)。在本实施例中，利用低压线性稳压器的恒流特性向LED负载3输出恒定的电流。因此，在接收到的电能功率变化时，第二功率变换器23的输出电压会发生变化。在图1a中，利用LDO高压端的电压作为反馈电压。该反馈电压可用于表征施加到LED负载3的电压(也即输出电压)。
通信电路24用于通过基于短距离无线通信协议(例如，蓝牙协议或红外线通信协议)的通信连接向电能发射端1发送反馈电压信息。
在存在多个电能接收端2时(在图1a中以两个电能接收端为例进行说明)。电能发射端1的控制电路14根据M个所述恒流变换电路的输出电压控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路以使得所述输出电压的最小值大于预定电压阈值。
通过一个发射侧耦合电路可以同时耦合多个接收侧耦合电路进行无线供电。
由于耦合度的不同，输入到不同接收侧耦合电路的功率可能不同，但是，通过使得输出电压的最小值大于预定电压阈值，可以保证耦合的多个LED负载均能正常工作。
由此，本实施例通过在电能接收端通过恒流变换器输出恒定电流，并通过在调节电能发射端的输出功率调节电能接收端的输出电压，由此，可以对耦合的多个LED负载实现驱动，保证所有的LED负载正常工作。
图2a是本发明实施例二的无线LED驱动系统的电路示意图。
如图2a所示，所述无线LED驱动系统包括一个电能发射端1和至少一个电能接收端2。电能接收端2与电能发射端1以非接触(无线)的方式耦合，并与LED负载3连接，从而以无线方式从电能发射端1接收电能驱动LED负载3工作。电能接收端2可以与LED负载3一体化制造(例如，设置在同一个PCB电路板上，并容置于同一外壳内)。
电能发射端1包括第一功率变换器11、逆变电路12、N个发射侧耦合电路13以及控制电路14。其中，N为大于等于1的整数。在本实施例中，如图2a所示，N等于3。
其中，第一功率变换器11优选为直流-直流变换器，用于将控制输入到逆变电路12的功率。
为了驱动图中所示的3个发射侧耦合电路13，逆变电路12包括3个输出端口。逆变电路12可以由3个独立的全桥或半桥电路组成，以得到三个完全独立输出端口。控制电路14通过控制各独立的全桥或半桥电路的开关器件按预定的方式工作即可控制逆变电路12轮流从3个输出端口输出高频交流电以驱动发射侧耦合电路13工作。
优选地，逆变电路12可以如图2a所示地包括N+1个半桥电路(在图2a中为4个，包括8个开关器件Q1～Q8)，第i半桥电路和第i+1半桥电路的输出端组成所述逆变电路的第i个输出端口，i＝1,2,…,N。在图2a中，第1半桥电路和第2半桥电路组成全桥电路，用于通过端口AC1-AC2向第1个发射侧耦合电路13输出高频交流电；第2半桥电路和第3半桥电路组成全桥电路，用于通过端口AC2-AC3向第2个发射侧耦合电路13输出高频交流电；第3半桥电路和第4半桥电路组成全桥电路，用于通过端口AC3-AC4向第3个发射侧耦合电路13输出高频交流电。控制电路14通过控制信号VG1～VG8控制半桥电路中的开关器件Q1-Q8的工作时序可以实现在同一时刻，只有一个发射侧耦合电路13被驱动工作，进而，通过轮换被驱动的发射侧耦合电路13，可以实现多个发射侧耦合电路13轮流工作。
图2b是本发明实施例的逆变电路各开关驱动信号的分布示意图。第一脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulation)信号PWMA和第二脉宽调制信号PWMB是一对互补的脉宽调制信号，两者的互补可以具有死区或不具有死区。在本发明实施例中，死区是指PWM信号驱动半桥电路的第一开关关断后，延迟一段时间再打开半桥电路的第二开关或在第二开关关断后，延迟一段时间再打开第一开关，从而避免功率元件出现故障。在利用不同的脉宽调制信号分别驱动第一开关和第二开关时，会存在一定时间段两个脉宽调制信号均为控制开关关断的状态(例如低电平)，这个时间段可以被称为死区。在本发明实施例中，开关Q1-Q8的控制信号分别为VG1-VG8，应理解，控制信号是指开关的控制端与开关中电压较低的一端之间电压信号。
由此，在需要驱动第1发射侧耦合电路时，开关Q1、Q4的控制信号VG1和VG4为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q2、Q3的控制信号VG2和VG3为第二脉宽调制信号PWMB。由第1半桥电路和第2半桥电路共计四个开关Q1-Q4构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC1和AC2输出到第1发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，并联的第3半桥和第4半桥的第一开关Q5、Q7由第二脉宽调制信号PWMB驱动，第二开关Q6、Q8由第一脉宽调制信号PWMA驱动，也即，第3半桥以及第4半桥的第一开关均与第2半桥电路的第一开关同步导通和关断，同时第二开关与第2半桥的第二开关同步导通和关断。由此，由第2半桥电路和第3半桥电路构成的电路的不输出交流电，同时，由第3半桥电路和第4半桥电路构成的电路也不输出交流电。因此，控制电路14控制逆变电路12仅通过输出端AC1和AC2向第1发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
在需要驱动第2发射侧耦合电路时，开关Q3、Q6的控制信号VG3和VG6为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q4、Q5的控制信号VG4和VG5为第二脉宽调制信号PWMB。由第2半桥电路和第3半桥电路共计四个开关Q3-Q6构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC2和AC3输出到第2发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，并联的第1半桥电路的第一开关Q1由第一脉宽调制信号PWMA控制，第二开关Q2由第二脉宽调制信号PWMB控制，使得第1半桥电路和第2半桥电路的第一开关同步导通和关断，第二开关也同步导通和关断，由两者构成的电路不输出交流电。类似地，第4半桥电路的第一开关Q7由第二脉宽调制信号PWMB控制，而其第二开关Q8由第一脉宽调制信号PWMA控制，使得第4半桥电路和第3半桥电路的第一开关同步导通和关断，第二开关也同步导通和关断，由两者构成的电路不输出交流电。因此，控制电路14控制逆变电路12仅通过输出端AC2和AC3向第2发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
在需要驱动第3发射侧耦合电路时，开关Q5、Q8的控制信号VG5和VG8为第一脉宽调制信号PWMA，开关Q6、Q7的控制信号VG6和VG7为第二脉宽调制信号PWMB。由第3半桥电路和第4半桥电路共计四个开关Q5-Q8构成一全桥逆变电路将输入端口的直流电转换为交流电经输出端AC3和AC4输出到第3发射侧耦合电路，驱动其发射电能。与此同时，并联的第1半桥和第2半桥的第一开关Q1、Q3由第一脉宽调制信号PWMA驱动，第二开关Q2、Q4由第二脉宽调制信号PWMB驱动，也即，第1半桥和第2半桥的第一开关均与第3半桥电路的第一开关同步导通和关断，同时第二开关与第3半桥的第二开关同步导通和关断。由此，由第1半桥电路和第2半桥电路构成的电路的不输出交流电，同时，由第2半桥电路和第3半桥电路构成的电路也不输出交流电。因此，控制电路14控制逆变电路12仅通过输出端AC3和AC4向第3发射侧耦合电路输出交流电以驱动其发射电能。
由此，可以通过控制逆变电路12中开关的按不同的脉宽调制信号导通和关断实现在同一时间仅驱动一个发射侧耦合电路发射电能。控制电路14可以根据预设的方式来驱动多个发射侧耦合电路轮流工作以实现对于多个负载进行无线供电，也可以根据用户的设定始终仅驱动特定的发射侧耦合电路工作，或保持特定的发射侧耦合电路处于非工作状态。
在本实施例中，发射侧耦合电路13与实施例一相同，在此不再赘述。
在本实施例中，同样可以在逆变电路12和发射侧耦合电路13之间设置阻抗变换网络15。阻抗变换网络15对应于每一个发射侧耦合电路13设置，连接在逆变电路12的输出端口和对应的发射侧耦合电路13之间。
每个电能接收端2与电能发射端1耦合以接收电能，驱动LED负载3工作。每个电能接收端2包括接收侧耦合电路21、整流电路22、第二功率变换器23和通信电路24。
接收侧耦合电路21以非接触的方式与发射侧耦合电路13耦合，通过电磁感应或谐振的方式获得电能输出高频交流电。
整流电路22用于将交流电转换为直流电。
第二功率变换器23连接在整流电路22和LED负载3之间，用于进行直流-直流变换。其可以采用开关型变换器，也可以如图2a所示，采用低压线性稳压器(LDO)。在本实施例中，利用低压线性稳压器的恒流特性向LED负载3输出恒定的电流。因此，在接收到的电能功率变化时，第二功率变换器23的输出电压会发生变化。在图2a中，利用LDO高压端的电压作为反馈电压。该反馈电压可用于表征施加到LED负载3的电压(也即输出电压)。
通信电路24用于通过基于短距离无线通信协议(例如，蓝牙协议或红外线通信协议)的通信连接向电能发射端1发送反馈电压信息。
在本实施例中，通信电路24还用于通过上述的通信连接接收控制电路14发送的使能时序信号，并将使能时序信号传递到第二功率变换器23，控制其根据所述使能时序信号工作或停止工作。LDO停止工作会使得电流回路断开，从而使得对应的电能接收端2停止接收电能。
图2c是本发明实施例二的使能时序信号的波形图，其中，ON表示在该时序期间对应的LDO工作，OFF表示在该时序期间对应的LDO停止工作。ON和OFF的区间由电能发射端1的控制电路14在生成使能时序信号时分配。图2c所示的两个使能时序信号相互互补(之间可优选设置保护区间)，且具有相同的ON时间(也即，在每个周期内每个LDO工作相同的时间)。对于图2a所示的2个电能接收端的LDO，其分别根据图2c所示的两个使能时序信号工作时，LDO表现为分时轮流工作。
由此，在本实施例中，在一个发射侧耦合电路13工作期间，多个(在本实施例中为2个)电能接收端2可以分时地接收电能，从而在每一个时刻仅有一个电能接收端2与发射侧耦合电路13耦合。
由此，在每一个电能接收端2耦合到发射侧耦合电路13时，控制电路14可以通过调节第一功率变换器11的输出参数(例如输出电压)来控制输入到发射侧耦合电路13的功率，进而达到调节接收侧输入到LED负载的功率的目的。通过调节第一功率变换器11以使得所有的LDO的输出电压达到预定值，达到设定值，效率最优。由此使得流入到所有LED负载的功率符合预期，以使得整个系统效率最优。当然，控制电路14也可以通过调节逆变电路12的参数(例如开关频率或工作时间)来控制输入到发射侧耦合电路13的功率，进而达到调节接收侧输入到LED负载的功率的目的。更进一步地，控制电路14还可以同时调节第一功率变换器11和逆变电路12以更灵活地实现上述目的。
在本实施例中，通过在电能发射端设置多个发射侧耦合电路，通过各发射侧耦合电路轮流工作驱动连接有LED负载的电能接收端。同时，在一个发射侧耦合电路的工作期间，控制电路通过发送使能时序信号分配工作时间，使得与该发射侧耦合电路耦合的多个电能接收端轮流工作，每次仅有一个电能接收端与电能发射端耦合。进而通过控制电路调节第一功率变换器达到调节当前耦合的电能接收端输出参数的目的，由此，可以实现精确控制每一个电能接收端的输出。
应理解，虽然图2a的电能发射端设置了多个可以轮流或单独工作的发射侧耦合电路，但是，本实施例也可以应用于仅设置一个发射侧耦合电路的电能发射端。
图3a是本发明实施例三的无线LED驱动系统的电路示意图。
如图3a所示，所述无线LED驱动系统包括一个电能发射端1和至少一个电能接收端2。电能接收端2与电能发射端1以非接触(无线)的方式耦合，并与LED负载3连接，从而以无线方式从电能发射端1接收电能驱动LED负载3工作。
电能发射端1的结构与图2a相同，在此不再赘述。
电能接收端2包括接收侧耦合电路21、整流电路22、第二功率变换器23和通信电路24。
在本实施例中，第二功率变换器23为恒压变换器，也即，其基于输入进行控制保持输出电压稳定。由此，在输入功率发生变化时会导致输出电流的变化。为了同时保持输出电流的稳定。需要进行相应的控制。
在本实施例中，通信电路24将检测获得的电能接收端2的输出电流(也即，流过LED负载3的电流)信息以无线方式反馈到电能发射端1的控制电路14。控制电路14根据每个所述输出电流信息生成使能时序信号分配对应的电能接收端在一个周期内的工作时间，以使得所述输出电流趋于相同。同时，通信电路24接收对应的使能时序信号，并基于其控制第二功率变换器23工作或停止工作，使得每个第二功率变换器23的输出电流趋于相同。优选地，在本实施例存在两个耦合的电能接收端2的前提下，按照如下方式分配每个周期内的工作时间：
DLED1*ILED1＝DLED2*ILED2
其中，ILED1和ILED2分别为两个电能接收端的输出电流，DLED1和DLED2分别为对应的使能时序信号的占空比，也即，每个周期内ON时段和OFF时段的比值。图3b是本发明实施例三的使能时序信号的波形图。如图3b所示，每个周期内，不同的电能接收端2具有不同的ON时段，也即不同的工作时长。
由此，输出电流较小的电能接收端2的ON时段会更长，其在每个周期内工作时间越长，获取的能量上升，从而使得输出电流上升，相应地，输出电流较大的电能接收端2的ON时间更短，其在每个周期内的工作时间短，获取的能量减小，从而使得输出电流下降。由此，可以获取电流的平衡。
在本实施例中，通过在电能发射端设置多个发射侧耦合电路，通过各发射侧耦合电路轮流工作驱动连接有LED负载的电能接收端。同时，在一个发射侧耦合电路的工作期间，控制电路通过发送使能时序信号分配工作时间，使得与该发射侧耦合电路耦合的多个电能接收端轮流工作，每次仅有一个电能接收端与电能发射端耦合。进而通过控制电路控制不同的电能接收端2的第二功率变换电路的工作时间来达到调节当前耦合的电能接收端输出参数的目的。由此，可以实现精确控制每一个电能接收端的输出。
应理解，虽然图3a的电能发射端设置了多个发射侧耦合电路，但是，本实施例也可以应用于仅设置一个发射侧耦合电路的电能发射端。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种无线LED驱动系统，包括：
电能发射端，用于以无线方式发射电能，其中所述电能发射端包括：
第一功率变换器；
逆变电路，与所述第一功率变换器连接，具有至少N个输出端口，用于从所述N个输出端口输出N个高频交流电，N为大于等于1的整数；
N个发射侧耦合电路，与电能接收端以非接触的方式耦合，由对应的高频交流电驱动以发射电能；
M个电能接收端，用于以无线方式接收电能，驱动LED负载，M为大于等于1的整数，其中，每个所述电能接收端包括：
接收侧耦合电路，用于与所述N个发射侧耦合电路之一以非接触的方式耦合，一个所述发射侧耦合电路耦合至少一个接收侧耦合电路进行无线供电；
整流电路，输入端与所述接收侧耦合电路连接，输出端耦合至LED负载；
第二功率变换器，用于输入所述整流电路生成的直流电，输出驱动电流以驱动所述LED负载；
通信装置，用于将所述LED负载的电信号参数作为反馈参数，并以无线方式传输到所述电能发射端；
其中，所述电能发射端还包括控制电路，用于根据所述反馈参数控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路，或者所述第二功率变换器以使得所述电能接收端的输出参数满足预定条件。
2.根据权利要求1所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述N个发射侧耦合电路由对应的高频交流电驱动以分时方式发射电能。
3.根据权利要求1或2所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述控制电路用于根据所述反馈参数控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路以控制电能接收端的输出电压，保证整流电路的输出参数满足驱动所有LED负载的要求。
4.根据权利要求1或2所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述电能发射端还包括：
与所述发射侧耦合电路一一对应的N个阻抗变换网络，每一所述阻抗变换网络连接在相应的所述逆变电路的输出端口和发射侧耦合电路之间。
5.根据权利要求3所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述第二功率变换器为恒流变换器；
所述通信装置用于向电能发射端反馈所述LED负载的压降信息；
所述控制电路用于根据所述压降信息控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路以使得整流电路的输出电压满足驱动所有LED负载电压的要求。
6.根据权利要求5所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述控制电路用于根据所有所述LED负载中的最大压降信息控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路。
7.根据权利要求1所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述第二功率变换器为恒流变换器；
所述通信装置用于向电能发射端反馈所述LED负载的压降信息；
所述控制电路用于根据所述压降信息，生成并发送所述使能时序信号；
所述通信装置接收所述使能时序信号，控制所述恒流变换器根据所述使能时序信号工作或停止工作。
8.根据权利要求7所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述控制电路根据当前工作的所述LED负载的压降信息，控制所述第一功率变换器和/或所述逆变电路以使得所述输出电压趋向预定电压阈值。
9.根据权利要求7所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述使能时序信号指示每个电能接收端的第二功率变换器在每个周期内工作相同的时间。
10.根据权利要求5或7所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述恒流变换器为低压线性稳压器(LDO)。
11.根据权利要求1或2所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述第二功率变换器为恒压变换器；
所述通信装置用于反馈所述电能接收端的驱动电流信息，并接收所述控制电路生成的使能时序信号，控制所述恒压变换器根据所述使能时序信号工作或停止工作；
所述控制电路用于根据所有电能接收端的所述驱动电流信息生成使能时序信号分配对应的电能接收端在一个周期内的工作时间，以使得所述驱动电流趋于相同。
12.根据权利要求11所述的无线LED驱动系统，其特征在于，在一个发射侧耦合电路工作期间，控制电路通过发送使能时序信号分配工作时间，使得与该发射侧耦合电路耦合的多个电能接收端轮流工作，每次仅有一个电能接收端与电能发射端耦合，控制不同的电能接收端的第二功率变换器的所述工作时间以调节当前耦合的电能接收端驱动电流。
13.根据权利要求1或2所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述逆变电路包括N个独立的半桥或全桥电路；或者
所述逆变电路包括N+1个半桥电路，第i半桥电路和第i+1半桥电路的输出端组成所述逆变电路的第i个输出端口。
14.根据权利要求13所述的无线LED驱动系统，其特征在于，所述控制电路还用于控制所述每个半桥电路中的开关导通或关断以驱动所述发射侧耦合电路轮流或单独发射电能。
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