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无线LED照明充电系统电路模块设计原理

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    标    签:无线充电LED照明电路模块

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    无线供电,是一种方便安全的新技术,无需任何物理上的连接,电能可以近距离无接触地传输给负载。无线供电的无接触结构使得其与传统的供电方式相比有以下特点:供电系统和负载之间无任何接触,无磨擦,易维护;不受负载运动速度的限制;无噪声污染;能在各种恶劣的条件下工作(如水下、冰雪天气和地下等);由于频率高,因此体积小。这种近距离无线供电技术有着广泛的应用前景。比如无线充电器,只需将手机、PDA等移动设备放上去,无需插拔连线就可以充电,给人们的生活带来了很大的方便。在技术上有两种实现方案,一种是利用电磁波,一种是磁耦合共振。

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    http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://www.elecfans.com/soft/ 电子资料 无线 LED 照明充电系统电路模块设计原理 无线供电,是一种方便安全的新技术,无需任何物理上的连接,电能可以近距离无接触地传 输给负载。无线供电的无接触结构使得其与传统的供电方式相比有以下特点:供电系统和负 载之间无任何接触,无磨擦,易维护;不受负载运动速度的限制;无噪声污染;能在各种恶 劣的条件下工作(如水下、冰雪天气和地下等);由于频率高,因此体积小。这种近距离无 线供电技术有着广泛的应用前景。比如无线充电器,只需将手机、PDA 等移动设备放上去, 无需插拔连线就可以充电,给人们的生活带来了很大的方便。在技术上有两种实现方案,一 种是利用电磁波,一种是磁耦合共振。 系统硬件设计 此设计总体主要以包括能量发送模块和能量模块为主。其中能量接收模块为一个带能量 接收单元和五个 LED 灯。两个模块之间没有任何导线连接,电能的传输通过感应线圈,由能 量发送模块以无线方式传输给 LED 照明模块,线圈间的介质为空气。控制模块中通过按键方 式对电压增益进行调节,进而控制发送能量的大小从而达到对接收模块中 LED 的亮暗进行调 节的功能。 硬件电路总框图 单元电路设计原理 能量发送模块 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://www.elecfans.com/soft/ 电子资料 工作原理:首先通过 LM393 双电压比较器产生三角波并进行电压比较,产生一个合适的 频率的控制信号,再通过 IRF540N 采用 E 类功率放大对功率进行放大最后通过 LC 并联谐振 将能量发送出去;其中通过 K1 控制总电压电压增益从而控制发送能量的大小。 能量接收模块 工作原理:由 LC 并联谐振负责能量接收,经过全桥整流电路形成直流电压,从而对 LED 进行供电。 电流采样电路模块 工作原理:电流信号转换为电压信号,再接 AD 转换,变成数字信号,然后经过 LM358 进行电压放大。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://www.elecfans.com/soft/ 电子资料 单片机模块 单片机主控模块是以芯片 AT89S52 为主的最小系统板,是我们学习单片机过程中使用的 学习板,它拥有优异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功 耗的显著优点,完全满足所需。 AD 模数转换模块 TLC549 是采用 IinCMOSTM 技术并以开关电容逐次逼近原理工作的 8 位串行 A/D7 芯片, 可与通用微处理器、控制器通过 I/O CLOCK、CS、DATA OUT 三条口线进行串行接口。TLC549 具有 4MHz 的片内系统时钟和软、硬件控制电路,转换时间最长为 17μs,允许的最高转换 速率为 40000 次 /s。总失调误差最大为±0.5LSB,典型功耗值为 6 mW。TLC549 采用差分 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://www.elecfans.com/soft/ 电子资料 参考电压高阻输入,抗干扰,可按比例量程校准转换范围,由于其 VREF-接地时,(VREF+) -(VREF-)≥1 V,故可用于较小信号的采样,此外,该芯片还单电源 3~6v 的供电范围。 总之,TLC549 具有控制口线少,时序简单,转换速度快,功耗低,价格便宜等特点,适用 于低功耗袖珍仪器上的单路 A/D 采样,也可将多个器件并联使用。 原理接线图 名称引脚功能定义:1Vref+输入,电压为+2 5 v 基准电压 。2ANIN 输人,信号输人, 由主板上的 JK。3 输人 0~+2.5V 电压,3Vref-输人,负基准电压,接主板地。4GND 地管脚。 5CS 输入,片选,转换及输出控制接下载板 P2.0。6DOUT 输出,串行移位数据,接下载板 P2.1。 7CLK 输人,串行移位脉冲,接下载板 P2.2。8VCC+5V 电源引脚。 LCD 显示模块 工作原理:液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点,在袖 珍式仪表和低功耗应用系统中得到广泛的应用。目前字符型液晶显示模块已经是单片机应用 设计中最常用的信息显示器件。 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://www.elecfans.com/soft/ 电子资料 电子发烧友网技术编辑点评分析: 根据电磁感应原理,设计了一种简易的无线供电原型,该系统包括能量发送模块和 LED 照明模块。LED 照明模块包括一个带能量接收单元和五个 LED 灯(每个 LED 的平均电流为 10mA),LED 照明模块没有外加任何电源,它的供电只能来自能量发送模块,两个模块之间 没有任何导线连接,电能的传输通过感应线圈,由能量发送模块以无线方式传输给 LED 照明 模块,线圈间的介质为空气。其中,能量发送单元采用 12V 的直流电供电。通过对 LED 灯光 强的检测并将数据反馈给能量发送模块,可控制发射模块的功率。LED 灯也有多级光照强度 控制。

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