LED照明设备非接触供电技术的探讨

　　(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。