专利名称：基于分立式无线电能供给的led灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及电能无线传输技术领域，特别是涉及LED灯具的电能无线传输技术，具体为一种基于分立式无线电能供给的LED灯具。
背景技术：
无线能量传输技术是一项新的能量传输技术，即用电设备以非接触方式从固定电网取电的技术。2007年MIT的科学家在利用电磁谐振原理实现了中距离的电能无线传输，在2m多距离内将一个60W的灯泡点亮，且传输效率达到40%左右。谐振耦合电能无线传输与以往提出的电能无线传输技术相比，具有以下本质性的不同:1)与利用电磁感应原理的电能无线传输技术相比，传输距离大大提高，突破了电磁感应原理的无线传输距离仅在Icm以内的限制，且理论表明若不考虑空间其它物体影响，传输距离将进一步提高；2)与利用微波原理的电能无线传输技术相比，具有传输功率大的特点，将微波电能无线传输几毫瓦至IOOmW的数量级提高到几十瓦至几百瓦的数量级。目前，非接触能量无线传输发展已比较成熟，主要应用于磁悬浮列车，医学上用于体内微摄像机供电等。与此比较而言，基于谐振原理的电能无线传输将是一种应用范围更宽的新型技术，并且低电磁辐射，可满足电磁兼容的要求。由上可见，无线能量传输技术能够有效地克服有线供电方式存在的设备移动灵活性差、环境不美观、容易产生接触火花、供电线暴露等问题，特别适用于移动设备，易燃易爆环境和水下、油田井下设备的安全供电。该技术不仅在电动汽车、工业机器人、航空航天、军事、油田矿井、水下作业、无线传感器网络等领域具有重要的应用价值，而且在家用电器、RFID、医疗器械等民用领域也具有广泛的应用前景，随着石油、化工、矿业等产业的飞速发展，照明灯具在生产、仓储、救援中的使用越来越广泛，品种越来越多。目前无线能量传输技术在LED灯具的应用较为少见，现有的LED灯具基本都采用传统的有线形式连接电源。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于分立式无线电能供给的LED灯具，使得LED灯具与外部电源无直接接触，提供LED灯具的安全性。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于分立式无线电能供给的LED灯具，包括:发射线圈，通过自谐振产生感应电能；驱动电路，连接在外部电源与所述发射线圈之间，根据从外部电源接收到的电能激励所述发射线圈自谐振产生感应电能；接收线圈，与所述发射线圈相对设置，通过自谐振与所述发射线圈耦合以感应接收所述发射线圈中的电能；接收电路，与所述接收线圈相连，接收所述接收线圈中的电能；LED灯具，与所述接收电路相连，在所述接收电路接收到电能时点亮。优选地，所述驱动电路包括:连接在所述发射线圈两端的第一电容；所述第一电容的两端连接驱动电源；连接在所述外部驱动电源与多个第一电容公共端之间以控制所述驱动电源供电的开关器件；与所述开关器件相连、用于调整所述驱动电源输出的电压信号的信号驱动电路。优选地，所述接收电路包括连接在所述接收线圈两端的第二电容。优选地，所述发射线圈外覆盖有由绝缘和低磁导率材料形成的发射线圈覆盖层。优选地，所述接收线圈外覆盖有由绝缘和低磁导率材料形成的接收线圈覆盖层。优选地，还包括罩设在所述发射线圈、驱动电路外的第一灯罩；罩设在所述接收线圈、接收电路及LED灯具外的第二灯罩。优选地，所述发射线圈、所述接收线圈及所述LED灯具的数量相等并一一对应。优选地，所述发射线圈的数量多于所述接收线圈的数量，一个接收线圈对应一个发射线圈并与一个所述LED灯具对应。优选地，所述LED灯具为可插拔式LED灯具。优选地，每一个所述发射线圈都连有一个通过感应所述LED灯具光强来控制该LED灯具的开启和关闭的感应开关。如上所述，本发明的一种基于分立式无线电能供给的LED灯具，具有以下有益效果:1、本发明的中的接收线圈与发射线圈无电气接触，通过接收线圈与发射线圈的耦合实现电能的无线传输，接收线圈所接收到的电能供给给LED灯具。2、本发明中每个接收线圈所对应的LED灯具都采用可插拔式，每个LED灯具都可独立被控制开启和关闭；同时，一旦出现单个LED灯具损坏，可快速单独更换该LED灯具。
图1显示为本发明的基于分立式无线电能供给的LED灯具的整体结构示意图。图2显示为本发明的基于分立式无线电能供给的LED灯具的电能发射模块示意图。图3显示为本发明的基于分立式无线电能供给的LED灯具的电能发射模块俯视图。图4显示为本发明的基于分立式无线电能供给的LED灯具的电能接收模块示意图。图5显示为本发明的基于分立式无线电能供给的LED灯具的电能接收模块俯视图。图6显示为本发明的基于分立式无线电能供给的LED灯具的具体电路结构图。元件标号说明I 无线电能供给的LED灯具11电能发射模块111 第一灯罩112驱动电路113发射线圈114发射线圈覆盖层115 第一电容
116感应开关117驱动电源118开关器件119信号驱动电路12电能接收模块121第二灯罩122接收线圈123接收电路124LED 灯具125接收线圈覆盖层126第二电容
具体实施例方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。请参阅图1至图6。须 知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。本发明的目的在于提供一种基于分立式无线电能供给的LED灯具，使得LED灯具与外部电源无直接接触，提供LED灯具的安全性。下面将详细阐述本发明的一种基于分立式无线电能供给的LED灯具的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的一种基于分立式无线电能供给的LED灯具。如图1所示，本发明提供一种基于分立式无线电能供给的LED灯具，无线电能供给的LED灯具I包括:电能发射模块11和电能接收模块12。如图2和图3所示，具体地，所述电能发射模块11包括发射线圈113、驱动电路112;如图4和图5所示，具体地，所述电能接收模块12包括接收线圈122、接收电路123以及LED灯具124。如图2和图3所示，显示为本发明的基于分立式无线电能供给的LED灯具124的电能发射模块11示意图及俯视图。所述驱动电路112分别与外部电源及所述发射线圈113相连，根据从外部电源接收到的电能激励所述发射线圈113自谐振产生感应电能。所述发射线圈113通过所述驱动电路112的激励自谐振产生感应电能。这样所述外部电源的电能就传递到所述发射线圈113中。具体地,在本实施例中，如图6所示,所述驱动电路112包括:第一电容115、驱动电源117、开关器件118、以及信号驱动电路119。所述第一电容115连接在所述发射线圈113两端，所述第一电容115的两端连接驱动电源117。所述发射线圈113产生电感，与所述第一电容115形成源谐振。所述开关器件118连接在所述驱动电源117与多个第一电容115公共端之间以控制所述驱动电源117供电。所述驱动电源117可采用220V 360V的交流电输入，再进过整流、滤波等常规处理，为所述LED灯具124供电。所述开关器件118可采用三极管开关电路。所述信号驱动电路119与所述开关器件118相连、用于调整所述驱动电源117输出的电压信号。驱动电源117提供接收端负载即LED灯具124所需能量，通过开关器件118和信号驱动电路119使得高频电流注入驱动电路112中，从而产生交变磁场。在本实施例中，为提高防水性及安全性，所述发射线圈113外覆盖有由绝缘和低磁导率材料形成的发射线圈覆盖层114。此外，在本实施例中，所述电能发射模块11还包括罩设在所述发射线圈113、驱动电路112外的第一灯罩111。特别地，如图6所示，在本发明中，每一个所述发射线圈113都连有一个通过感应所述LED灯具124光强来控制该LED灯具124的开启和关闭的感应开关116。这样，一旦出现单个LED灯具124损坏或故障的情况，感应开关116接收到的对应LED灯具124的光强就会变小，通过设定最小光强接收值，判断是否关闭该为LED灯具124供电的线路。这样就能够在LED灯具124发生故障时第一时间断开供电电路，安全并节约能源。由图6所示，该感应开关116—端与所述发射线圈113相连,一端与控制供电的开关器件118相连,若该感应开关116断开，则无法为对应的LED灯具124供电。所以，在本发明中，只需简单的操作即可完成LED灯具124的更换。如图4和图5所示，显示为本发明的基于分立式无线电能供给的LED灯具124的所述电能接收模块12示意图及俯视图。接收线圈122与所述发射线圈113相对设置，通过自谐振与所述发射线圈113耦合以感应接收所述发射线圈113中的电能。在本实施例中，为提高防水性及安全性，所述接收线圈122外也覆盖有由绝缘和低磁导率材料形成的接收线圈覆盖层125。具体地，所述接收线圈122与所述发射线圈113相邻或紧挨着设置都可以。由于所述发射线圈113和所述接收线圈122外都设置有绝缘的覆盖层，所以所述发射线圈113和所述发射线圈113紧挨着设置也并不会直接相连，因而在本发明中，所述接收线圈122与所述发射线圈113之间并无电气线路连接。所述接收线圈122通过自谐振与所述发射线圈113耦合以感应接收所述发射线圈113中的电能。这样，电能便通过无线的方式传递到所述电能接收模块12中。所述接收电路123与所述接收线圈122相连，接收所述接收线圈122中的电能。所述接收电路123的作用在于将所述接收线圈122中的电能接收到实际电路中，以用于供给负载使用。所述接收电路123包括连接在所述接收线圈122两端的第二电容126。即所述电能接收模块12对应存在多个接收线圈(122电感)和第二电容126构成接收谐振驱动电路，接收源谐振驱动电路发射的能量用以驱动LED灯具124。在本发明中，具体负载为LED灯具124，所述LED灯具124与所述接收电路123相连，在所述接收电路123接收到电能时点亮。由此可见，本发明中的LED灯具124的电能并不是直接与驱动电源117相连接获取的，而是通过无线传输的方式，通过接收线圈122与发射线圈113的耦合实现电能的无线传输，接收线圈122将所接收到的电能传输到所述LED灯具124中。所以本发明使得LED灯具124与外部电源无直接接触，提供LED灯具124的
安全性。此外，在本实施例中，所述电能接收模块12还包括罩设在所述接收线圈122、接收电路123及LED灯具124外的第二灯罩121。在本实施例中，所述LED灯具124为可插拔式LED灯具124。这样，每个接收线圈122所对应的LED灯具124都采用可插拔式，每个LED灯具124都可独立被控制开启和关闭；同时，一旦出现单个LED灯具124损坏，可快速单独更换该LED灯具124。在本发明中，所述发射线圈113、所述接收线圈122及所述LED灯具124的数量可以相等并一一对应。即一个发射线圈113对应一个接收线圈122，一个接收线圈122对应为一个LED灯具124供电。由于每一个发射线圈113都连有一个通过所述驱动电路112控制的开关，所以每一个LED灯具124的开启和关闭都可以被独立控制。此外，在本发明中，所述发射线圈113的数量可以多于所述接收线圈122的数量，但一个接收线圈122必须对应一个发射线圈113，一个发射线圈113再与一个所述LED灯具124对应。发射线圈113、接收线圈122和LED灯具124 —一对应，构成一套独立的LED供电子系统，即独立与其它发射线圈113、接收线圈122和LED灯具124。通过发射线圈113相连的开关，可以独立控制每一个LED灯具124。综上所述，本发明的一种基于分立式无线电能供给的LED灯具，具有以下有益效果:1、本发明的中的接收线圈与发射线圈无电气接触，通过接收线圈与发射线圈的耦合实现电能的无线传输，接收线圈所接收到的电能供给给LED灯具。2、本发明中每个接收线圈所对应的LED灯具都采用可插拔式，每个LED灯具都可独立被控制开启和关闭；同时，一旦出现单个LED灯具损坏，可快速单独更换该LED灯具。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，包括: 发射线圈，通过自谐振产生感应电能； 驱动电路，连接在外部电源与所述发射线圈之间，根据从外部电源接收到的电能激励所述发射线圈自谐振产生感应电能； 接收线圈，与所述发射线圈相对设置，通过自谐振与所述发射线圈耦合以感应接收所述发射线圈中的电能； 接收电路 ，与所述接收线圈相连，接收所述接收线圈中的电能； LED灯具，与所述接收电路相连，在所述接收电路接收到电能时点亮。
2.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，所述驱动电路包括: 连接在所述发射线圈两端的第一电容；所述第一电容的两端连接驱动电源； 连接在所述外部驱动电源与多个第一电容公共端之间以控制所述驱动电源供电的开关器件； 与所述开关器件相连、用于调整所述驱动电源输出的电压信号的信号驱动电路。
3.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，所述接收电路包括连接在所述接收线圈两端的第二电容。
4.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，所述发射线圈外覆盖有由绝缘和低磁导率材料形成的发射线圈覆盖层。
5.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，所述接收线圈外覆盖有由绝缘和低磁导率材料形成的接收线圈覆盖层。
6.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，还包括罩设在所述发射线圈、驱动电路外的第一灯罩；罩设在所述接收线圈、接收电路及LED灯具外的第二灯罩。
7.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，所述发射线圈、所述接收线圈及所述LED灯具的数量相等并一一对应。
8.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，所述发射线圈的数量多于所述接收线圈的数量，一个接收线圈对应一个发射线圈并与一个所述LED灯具对应。
9.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，所述LED灯具为可插拔式LED灯具。
10.根据权利要求1所述的基于分立式无线电能供给的LED灯具，其特征在于，每一个所述发射线圈都连有一个通过感应所述LED灯具光强来控制该LED灯具的开启和关闭的感应开关。
全文摘要
本发明提供一种基于分立式无线电能供给的LED灯具，包括发射线圈，通过自谐振产生感应电能；驱动电路，连接在外部电源与所述发射线圈之间，根据从外部电源接收到的电能激励所述发射线圈自谐振产生感应电能；接收线圈，与所述发射线圈相对设置，通过自谐振与所述发射线圈耦合以感应接收所述发射线圈中的电能；接收电路，与所述接收线圈相连，接收所述接收线圈中的电能；LED灯具，与所述接收电路相连，在所述接收电路接收到电能时点亮。本发明的中的接收线圈与发射线圈无电气接触，通过接收线圈与发射线圈的耦合实现电能的短距离无线传输，接收线圈所接收到的电能供给给LED灯具。
文档编号F21Y101/02GK103216796SQ20131010788
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者吕志勤, 吕强 申请人:襄阳亦昇光电科技有限公司