本實(shí)用新型涉及一種無線供電LED照明系統(tǒng)，屬于無線供電LED燈領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

非輻射性磁耦合諧振作為新型無線供電技術(shù)，通過使兩個(gè)相同頻率的諧振物體產(chǎn)生很強(qiáng)的相互耦合，而對周圍非諧振頻率的接受端只有較弱的耦合。磁耦合諧振系統(tǒng)包括發(fā)射諧振線圈、次級接收諧振線圈和負(fù)載。由于LED燈的輸出電壓近似恒定，因此只要控制每一路LED燈的接收功率即可獲得不同的工作電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)LED燈的調(diào)光。

LED具有節(jié)能的顯著優(yōu)點(diǎn)，無線供電LED燈在很多特種場合具有防觸電、防爆等優(yōu)勢。因此我們需要研究基于磁耦合無線供電，達(dá)到更智能的照明效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對磁耦合諧振無線供電LED照明應(yīng)用場合，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無線供電LED照明系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供一種無線供電LED照明系統(tǒng)，包括信號源、三通道驅(qū)動(dòng)電路、第一至第三發(fā)射線圈電路、第一至第三接收線圈電路、第一至第三整流電路、第一至第三負(fù)載電路、第一至第三直流電源以及第一至第三開關(guān)管，其中：

信號源與三通道驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接，三通道驅(qū)動(dòng)電路的三個(gè)輸出通道分別與第一至第三開關(guān)管的柵極連接；

第一發(fā)射線圈電路的兩端分別連接第一直流電源的正極、第一開關(guān)管的漏極，第一直流電源的負(fù)極、第一開關(guān)管的源極分別接地；第二發(fā)射線圈電路的兩端分別連接第二直流電源的正極、第二開關(guān)管的漏極，第二直流電源的負(fù)極、第二開關(guān)管的源極分別接地；第三發(fā)射線圈電路的兩端分別連接第三直流電源的正極、第三開關(guān)管的漏極，第三直流電源的負(fù)極、第三開關(guān)管的源極分別接地；

第一接收線圈電路、第一整流電路和第一負(fù)載電路依次連接，第二接收線圈電路、第二整流電路和第二負(fù)載電路依次連接，第三接收線圈電路、第三整流電路和第三負(fù)載電路依次連接；

第一發(fā)射線圈電路中的發(fā)射電感與第一接收線圈電路中的接收電感構(gòu)成一個(gè)空心變壓器，第二發(fā)射線圈電路中的發(fā)射電感與第二接收線圈電路中的接收電感構(gòu)成一個(gè)空心變壓器，第三發(fā)射線圈電路中的發(fā)射電感與第三接收線圈電路中的接收電感構(gòu)成一個(gè)空心變壓器。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，每個(gè)發(fā)射線圈電路包括一個(gè)發(fā)射電容和一個(gè)發(fā)射電感，發(fā)射電容和發(fā)射電感并聯(lián)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，每個(gè)接收線圈電路包括一個(gè)接收電容和一個(gè)接收電感，接收電容和接收電感并聯(lián)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，每個(gè)所述整流電路包括第一至第四二極管、濾波電感和濾波電容，其中，第一二極管的陽極分別與第二二極管的陰極、接收線圈電路的一端，接收線圈電路的另一端分別與第四二極管的陰極、第三二極管的陽極連接，第二二極管的陽極分別與第四二極管的陽極、濾波電容的一端連接，濾波電容的另一端與濾波電感的一端連接，濾波電感的另一端分別與第三二極管的陰極、第一二極管的陰極連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，每個(gè)負(fù)載電路均為T個(gè)LED燈串聯(lián)或并聯(lián)，T為自然數(shù)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，每個(gè)開關(guān)管的工作頻率和與其連接的發(fā)射線圈電路的工作頻率一致。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，每個(gè)發(fā)射線圈電路的諧振頻率點(diǎn)不同。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：通過研究將LED燈的控制信號包含在發(fā)射線圈的能量中，無需依賴專門的通信電路即可實(shí)現(xiàn)對LED燈進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。相比較于二次側(cè)采用獨(dú)立的通信模塊調(diào)光相比，該方案無需地址匹配等繁瑣步驟，方便與數(shù)字化系統(tǒng)接軌，具有很好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

本實(shí)用新型提供一種無線供電LED照明系統(tǒng)，如圖1所示，包括信號源、三通道驅(qū)動(dòng)電路、第一至第三發(fā)射線圈電路、第一至第三接收線圈電路、三個(gè)整流電路、三個(gè)負(fù)載電路、三個(gè)直流電源以及三個(gè)開關(guān)管。信號源與三通道驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接，三通道驅(qū)動(dòng)電路的三個(gè)輸出通道分別與三個(gè)開關(guān)管的柵極連接，信號源向三通道驅(qū)動(dòng)電路提供高頻信號，三通道驅(qū)動(dòng)電路控制開關(guān)管的通斷。

其中，一個(gè)直流電源、一個(gè)開關(guān)管以及一個(gè)發(fā)射線圈電路構(gòu)成一路發(fā)射電路，一個(gè)接受線圈電路、一個(gè)整流電路以及一個(gè)負(fù)載電路構(gòu)成一路接收電路，一路發(fā)射電路對應(yīng)一路接收電路。三路發(fā)射電路的硬件結(jié)構(gòu)相同，僅每一路的線圈諧振頻率點(diǎn)不同，且每一路諧振電路工作時(shí)對其他諧振線圈的影響很小。

下面以一路發(fā)射電路及其對應(yīng)的接收電路為例進(jìn)行詳細(xì)闡述：

該發(fā)射電路由直流電源V1、開關(guān)管Q1、發(fā)射電感（發(fā)射線圈）L1、發(fā)射電容（發(fā)射線圈諧振電容）C1構(gòu)成，V1的正極分別與C1的一端、L1的一端連接，C1的另一端、L1的另一端分別與Q1的漏極連接，Q1的柵極與三通道驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸出通道連接，V1的負(fù)極、Q1的源極分別接地。該發(fā)射電路對應(yīng)的接收電路由接收電感（接收線圈）L2、接收電容（接收線圈諧振電容）C2、整流電路以及發(fā)光二極管LED1（負(fù)載電路）構(gòu)成，其中，整流濾波電路包括二極管D1-D4、濾波電感L3、濾波電容C3，L2的一端分別與C2的一端、D1的陽極、D2的陰極連接，L1的另一端分別與C2的另一端、D3的陽極、D4的陰極連接，D1的陰極分別與L3的一端、D3的陰極連接，L3的另一端分別與C3的一端、LED1的陽極連接， C3的另一端、D2的陽極、D4的陽極、LED1的陰極分別接地。L1和L2構(gòu)成一個(gè)空心變壓器，且L1的電感量、C1的電容量的乘積與L2的電感量、C2的電容量的乘積相同。

以上述的一路發(fā)射電路為例，信號源輸出高頻信號給三通道驅(qū)動(dòng)電路，原邊的發(fā)射線圈L1的諧振頻率為，驅(qū)動(dòng)電路接收信號源輸出的高頻信號，并為Q1提供高頻工作所需的驅(qū)動(dòng)能力，此時(shí)信號源給Q1提供的開關(guān)頻率同樣為。由于在接收端線圈，因此接收線圈L2能夠接收到磁諧振傳遞的有功功率，并經(jīng)整流電路后為負(fù)載LED燈提供直流電能。

本實(shí)用新型的照明系統(tǒng)，還可以通過PWM定義發(fā)射線圈工作周期T1時(shí)間內(nèi)，信號源提供的高頻信號控制開關(guān)管Q1的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸?shù)钠骄β士刂?。需要注意的是功率控制周期T1遠(yuǎn)大于諧振頻率工作周期T。由于每一路LED燈的開路電壓近似不變，當(dāng)接受的功率發(fā)生變化，其工作電流也就發(fā)生變化，導(dǎo)致LED燈光強(qiáng)發(fā)生變化。

其余兩路發(fā)射電路均如此，只是驅(qū)動(dòng)信號工作頻率不同，其對應(yīng)相應(yīng)的發(fā)射線圈工作諧振頻率點(diǎn)不同。

本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)例的具體參數(shù)如下：輸入電壓V1、V2、V3均為24V DC；Q1工作頻率為200kHz、Q2工作頻率為400kHz、Q1工作頻率為600kHz；開關(guān)管為IPB108N15N3G；整流二極管為BYG22D；驅(qū)動(dòng)電路采用的芯片為IR2100。

以上所述，僅為本實(shí)用新型中的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的包含范圍之內(nèi)，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。