LED照明设备非接触供电技术的探讨

　　非接触供电技术在LED发光设备的应用

　　现有的LED发光标志牌、LED照明产品等，通常采用有线方式供电、充电。因而需要通过接口和导线进行有线方式供电、充电，需要在发光标志牌、照明设备上安装接口及导线，导致设备整体防水、防漏气性能低且不可靠。无法长期使用、安装、储存在恶劣的环境中，如水中、矿井中或者连续潮湿的环境中。

　　本文探究非接触供电技术应用于LED发光设备可行性，把非接触供电系统的电能接收端置入到LED发光设备内。选择适当的LED驱动技术，设计能进行非接触供电或充电的LED发光设备。该LED发光设备具有移动性、高度防水性、高度隔离性，适用于水下作业、矿井作业、抗洪救灾等特殊场所的安全标志牌与照明。

　　1 应用实例

　　1.1 LED发光标志牌

　　本文设计的非接触供电LED发光标志牌(如图2所示)，它由内部非接触供电电能接收单元、充电电池、LED、LED驱动电路、系统控制电路、柔性电路板、外封装透明胶套构成。外部由非接触供电电能发送单元及电源构成。

　　(1)电能发送单元

　　由国内明天科技有限公司研发生产的VOX330MP05S和VOXRIOD是近距离下的非接触供电芯片组，解决了长期以来不能解决的空振高压问题，使输出电压基本维持在一个相对稳定的电压范围内。

　　VOX330MP05S是一款专门针对市电电源的非接触供电的大功率发射模块芯片，可以将市电整流后直接给芯片供电，工作电压范围大，最低可低至IOOV，最高电压至400V，具有高达1A的电流发射能力，典型工作电路(如图3所示)。Ic内部建有振荡、基准电压、脉宽调制、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路，完全符合电磁共振的特殊要求；V0x330MP05s自身功耗小，输出电流大，发射效率高达70%以上；芯片内设自动限流电路，电路在空载时电流很小，而在大负载时的输出能力可达空载时的十倍以上；VOX330MP05S外围电路简单，主要元件只有一个电阻、一个电容和～个线圈，因此使用方便。配合相应的接收模块同时使用，就能实现非接触供电。　　

图3　电能发送单元

　　(2)电能接收单元

　　VOXRl0是一款专门针对VOX系列的非接触供电发射模块设计的配套接收模块芯片，可以为接收电路提供一个相对稳定的中心电压。VOXRIO内部建有基准电压、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路，完全符合电磁共振的特殊要求；而且自身功耗小，输出电流大，接收效率高达80%以上；芯片内设自动限压电路，电路在空载时电流很小。VOXRl0外围电路简单，主要元件只有一个电容、一个二极管和一个线圈，因此使用方便。

　　电能发送单元发射电磁波，内部电能接收单元接收该电磁波并转换为交流电后经整流滤波成直流电对电池进行充电。一个电能发送单元可以对多个内部电能接收单元发射电磁波进行充电。充电电池一般用锂电池，但锂电池稳定性较差，在有易燃易爆气体及物品的环境中采用镍氢等电池。

(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。