CN204810606U - 基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，包括发射装置和接收装置两部分，其中，发射装置包括电源电路、振荡电路、驱动电路、功率放大电路、发射线圈、第一谐振线圈、第二谐振线圈；所述振荡电路与所述驱动电路连接，所述驱动电路与所述功率放大电路连接，所述功率放大电路与所述发射线圈连接；所述接收装置包括接收线圈、整流电路、负载，所述发射线圈与第一谐振线圈耦合，所述第二谐振线圈与接收线圈耦合；接收线圈与所述整流电路连接，所述整流电路与所述负载电路连接。本实用新型通过对整个系统输入5V电压，使1W的LED台灯能正常工作，满足人们学习工作的需要。

Description

基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置

技术领域

本实用新型涉及无线供电装置技术领域，尤其涉及一种基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置。

背景技术

无线电能传输技术可以在没有电线的的情况下直接对将电能传输给负载。其中电磁谐振式无线供电技术是国内外学术界和工业界开始探索的一个新领域，属于世界上电能输送领域的前沿课题。

无线电能传输技术技术早在1890年，由著名电气工程师尼古拉.特斯拉提出传统的有线充电模式存在很多弊端，如太多的电线插座给人们的生活带来不便。电磁感应式无线供电的传输效率能达到80%，但是其传输距离又很有限；电磁辐射式无线供电的能量传输距离最大可以达到10m，但是其传输功率又很小。实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，灵活、安全、传输距离远、传输功率大。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，包括发射装置和接收装置两部分，其中，发射装置包括电源电路(1)、振荡电路(2)、驱动电路(3)、功率放大电路(4)、发射线圈(5)、第一谐振线圈(6)、第二谐振线圈(7)；所述振荡电路(2)与所述驱动电路(3)连接，所述驱动电路(3)与所述功率放大电路(4)连接，所述功率放大电路(4)与所述发射线圈(5)连接；所述接收装置包括接收线圈(8)、整流电路(9)、负载(10)，所述发射线圈(5)与第一谐振线圈(6)耦合，所述第二谐振线圈(7)与接收线圈（8）耦合；接收线圈（8）与所述整流电路(9)连接，所述整流电路(9)与所述负载电路(10)连接。

优选地，通过所述电源电路（1）为＋5V电源，经USB接口提供5V直流电源。

优选地，通过所述的振荡电路(2)中，以CD4069六非门作为振荡器，产生稳定的方波信号。

优选地，通过所述的驱动电路(3)中，使用74HC04高速TTL反相器。

优选地，通过所述的功率放大电路(4)中，以三极管8050和8550构成的乙类推挽电路来驱动MOS管IRF540N，通过IRF540N对输入的方波信号进行放大，并将信号输送LC振荡电路。

优选地，所述的发射线圈(5)、第一谐振线圈(6)、第二谐振线圈(7)与接收线圈(8)，设计的线圈均采用漆包线绕制。

优选地，所述的整流电路(9)，采用以1N4148为核心的桥式整流电路。

优选地，所述桥式整流电路的末端还接有100uf/25V电解电容进行滤波。

优选地，所述的负载为LED灯（10），为1W的LED灯灯珠构成的台灯。

本实用新型的有益效果是:与现有技术相比较，由CMOS六非门CD4069震荡产生方波信号，经74HC04高速TTL反相器，输送至8050和8550组成的乙类推挽电路，以驱动MOS管IRF540N，IRF540N对信号进行放大后传送到发射线圈，发射线圈通过电磁感应的方式与谐振线圈进行耦合，谐振线圈再与接收线圈耦合谐振实现能量的传输，由于接收到的电压为交流信号，因此采用整流电路对其整流，从而输出直流信号到负载，来点亮LED台灯。本实用新型通过对整个系统输入5V电压，使1W的LED台灯能正常工作，满足人们学习工作的需要。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为振荡电路；

图3为驱动电路与功率放大电路；

图4为发射线圈、谐振线圈、接收线圈；

图5为整流电路与负载。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1所示，一种基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，包括发射装置和接收装置两部分，其中，发射装置包括电源电路1、振荡电路2、驱动电路3、功率放大电路4、发射线圈5、第一谐振线圈6、第二谐振线圈7；所述振荡电路2与所述驱动电路3连接，所述驱动电路3与所述功率放大电路4连接，所述功率放大电路4与所述发射线圈5连接；所述接收装置包括接收线圈8、整流电路9、负载10，所述发射线圈5与第一谐振线圈6耦合，所述第二谐振线圈7与接收线圈8耦合；接收线圈8与所述整流电路9连接，所述整流电路9与所述负载电路10连接。

如图2所示，以六非门CD4069芯片构成的震荡电路可输出稳定的方波信号。使用74HC04高速TTL反相器，实现对振荡电路输出的波形整形，并提高输出端的驱动能力。

如图3所示以三极管8050和8550构成的乙类推挽电路来驱动MOS管IRF540N，通过IRF540N对输入的方波信号进行放大，从而把放大的方波信号提供给发射线圈。

如图4所示，发射线圈5设计参数均为线圈直径7.5mm,电容10000PF,电感0.8μh线径1mm,线圈谐振频率为2.8MHZ(线圈间无缝隙，可忽略寄生电容)。调谐发射线圈的输入频率为2.8MHZ，使发射线圈与通过电磁感应的方式与第一谐振线圈6进行耦合，第一谐振线圈6直径85mm,电容1150PF，电感3.8μh，线径0.8mm，第二谐振线圈7直径75mm,电容1220PF,电感3.2μh,线径0.8mm,谐振线圈再与接收线圈8耦合谐振实现能量的传输，接收线圈参数设置为线圈内径85mm，电容6800PF，电感1μh，线径1mm。这种谐振式无线传能方式相对于电磁感应式传输增加了传输距离，提高了传输效率。可输出交流电压到整流桥电路。

如图5所示，整流电路9采用以1N4148为核心的桥式整流，其末端还接有100uf/25V电解电容进行滤波，可输出平滑的直流电压，提供给负载10。

综上所述，发射装置接通正5V电源，通过调节发射、谐振及接收线圈间距离实现1W的LED台灯的亮度调节。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，包括发射装置和接收装置两部分，其中，发射装置包括电源电路(1)、振荡电路(2)、驱动电路(3)、功率放大电路(4)、发射线圈(5)、第一谐振线圈(6)、第二谐振线圈(7)；所述振荡电路(2)与所述驱动电路(3)连接，所述驱动电路(3)与所述功率放大电路(4)连接，所述功率放大电路(4)与所述发射线圈(5)连接；所述接收装置包括接收线圈(8)、整流电路(9)、负载(10)，所述发射线圈(5)与第一谐振线圈(6)耦合，所述第二谐振线圈(7)与接收线圈（8）耦合；接收线圈（8）与所述整流电路(9)连接，所述整流电路(9)与所述负载电路(10)连接。

2.根据权利要求1所述的基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，通过所述电源电路（1）为＋5V电源，经USB接口提供5V直流电源。

3.根据权利要求2所述的基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，通过所述的振荡电路(2)中，以CD4069六非门作为振荡器，产生稳定的方波信号，通过调节电阻R1的大小调节方波信号频率，使其与发射线圈谐振频率相同，均为2.8MHZ。

4.根据权利要求3所述的基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，通过所述的驱动电路(3)中，使用74HC04高速TTL反相器。

5.根据权利要求4所述的基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，通过所述的功率放大电路(4)中，以三极管8050和8550构成的乙类推挽电路来驱动MOS管IRF540N，通过IRF540N对输入的方波信号进行放大，并将信号输送LC振荡电路。

6.根据权利要求5所述的基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，所述的发射线圈(5)、第一谐振线圈(6)、第二谐振线圈(7)与接收线圈(8)，设计的线圈均采用漆包线绕制。

7.根据权利要求6所述的基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，所述的整流电路(9)，采用以1N4148为核心的桥式整流电路。

8.根据权利要求7所述的基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，所述桥式整流电路的末端还接有100uf/25V电解电容进行滤波。

9.根据权利要求8所述的基于电磁谐振无线传能的Led台灯装置，其特征在于，所述的负载为LED灯（10），为1W的LED灯灯珠构成的台灯。