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LED照明设备非接触供电技术的探讨

来源:本站 发布时间:2014/2/18 11:18:31 点击量:

     (3)LED电路

  一个LED与一个电阻串联后组成一个基本单元,若干个基本单元之间可以采用串联、并联、混联的方式进行连接;多个LED以阵列的形式安装在一块平面上组成LED点阵屏,点阵屏有各种颜色,分为单色、双色、三色。把LED呈矩阵状均匀布满于柔性电路板上,可以排列组合成指标或警示性的图标发光显示。

  LED控制电路采用微处理器控制电路,以遥控控制系统、触摸控制系统、轻触开关来控制系统实现,简单的可以直接用微型按钮开关控制电源。LED驱动电路可采用分立元件驱动电路、集成驱动电路。

  (4)封装

  外封装透明胶套用于保护整个非接触供电式LED发光标志牌的电路,把整个非接触供电LED发光标志牌电路牢靠包封在外封装透明胶套内,无任何接口,因此本文所述的非接触供电LED发光标志牌具有高度可靠的防水、防漏气性能。本标志牌还可以根据用户需要,制做成不同形状,进行单面、双面、多面发光显示。

  1.2 LED矿灯

  据有关资料统计,煤矿井下瓦斯爆炸事故有三分之一以上是矿灯故障引起的,这主要是由于矿灯所使用的白炽灯泡存在的缺陷所造成的。而LED矿灯解决了白炽灯泡的安全隐患,在煤矿上大量推广使用。LED矿灯在节能、安全性、易用性等方面与采用白炽灯的矿灯相比都有较大改进,但还存在着以下问题需要解决。

  矿井下潮湿、多水、空气混浊、灰尘大,LED矿灯采用了镍氢电池或锂电池为电源,LED发光二极管为光源,这些元件一但进水、进入灰尘后就易损坏,甚至报废。闭锁螺丝受潮后会生锈,难以卸掉,须将螺栓废掉,浪费材料费和工时。充电接口经常进灰堵塞,尤其水泥进到充电接口凝固后就很难去掉,影响LED矿灯充电,严重的就可能报废。

  本设计把电能接收端置入LED矿灯,用透明胶套把LED矿灯牢靠密封,采用非接触供电技术,就可以解决上述问题。提高了LED矿灯的使用寿命、防爆性能、抗静电性能,降低了LED矿灯的报废率,减少了维修量,增加了实用性和安全可靠系数。

  2 系统分析与构成

  对使用非接触供电技术的LED发光设备的设计,要从三个角度考虑完成系统的设计:一是从器件的选择、电路设计上尽可能的提高系统的效率;二是嵌入非接触式的RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术,实现ID认证机制,保证系统的安全;三是采用 MCU(MicroControlUnit,微控制器)作核心的部分,产生驱动电路所需的振荡频率,同时也需要控制RFID组件与电能接收端进行信息交互。使供电端与用电端可以用一对一、一对多、多对一、多对多和网络分布方式供电。

  系统由供电部分及工作部分组成(如图4所示)。供电部分由MCU和供电单元组成,MCU通过RFID发射单元检测负载位置的情况,当负载存在时,开通供电单元,进行供电。工作部分由MCU、与电能发送端相对应的RFID组件、LED单元、受电单元和充电电池组成,受电单元主要实现电能的接收,受电线圈接收电能,通过整流、滤波处理后向电池和LED单元供电。 MCU的外围电路包括复位电路、参考电压电路、串口下载电路、电源与接地、按键、报警等。系统的人机对话界面,通过显示模块来实现。工作部分、供电部分、供电管理、按键、显示等功能都由MCU进行控制。

  

图4 用非接触供电技术的LED发光设备结构框图

  实现使用非接触供电技术的LED发光设备的方案是上述的整合,即两部分构成,分别为接220V交流电的电能发送端和给LED发光设备电池充电的电能接收端。将待充电LED发光设备放到充电器上,打开设在电源端的充电开关,电能发送端发出验证信息,电能接收端收到验证信息后发出确认信息,身份验证通过后,则控制驱动电路开始工作,实现电能的传输。

  4 结束语

  对使用非接触供电技术的 LED发光设备的设计,首先应设定系统预计达到的各项指标,作为测试使用非接触供电技术的LED发光设备理论依据。通过不断的测试系统、分析测试结果,提出改进措施,最终使系统达到预设指标。要考虑LED光学特性,发挥LED色彩多样性的特点,设计出合理的供电电源及控制电路,提高LED发光设备的稳定性,提高电源的效率。控制电路要向集中控制,模块化,系统可扩展性方面发展设计等。由于方便、完全密封等特点,此类使用非接触供电技术的LED发光设备将会有很大的应用空间。

 

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