無線LED照明供電系統(tǒng)電路模塊設計

　　系統(tǒng)硬件設計

　　此設計總體主要以包括能量發(fā)送模塊和能量模塊為主。其中能量接收模塊為一個帶能量接收單元和五個LED燈。兩個模塊之間沒有任何導線連接，電能的傳輸通過感應線圈，由能量發(fā)送模塊以無線方式傳輸給LED照明模塊，線圈間的介質為空氣?？刂颇K中通過按鍵方式對電壓增益進行調節(jié)，進而控制發(fā)送能量的大小從而達到對接收模塊中LED的亮暗進行調節(jié)的功能。

　　硬件電路總框圖

　　單元電路設計原理

　　能量發(fā)送模塊

　　工作原理：首先通過LM393雙電壓比較器產生三角波并進行電壓比較，產生一個合適的頻率的控制信號，再通過IRF540N采用E類功率放大對功率進行放大最后通過LC并聯(lián)諧振將能量發(fā)送出去；其中通過K1控制總電壓電壓增益從而控制發(fā)送能量的大小。

　　能量接收模塊

　　工作原理：由LC并聯(lián)諧振負責能量接收，經過全橋整流電路形成直流電壓，從而對LED進行供電。

　　電流采樣電路模塊

　　工作原理：電流信號轉換為電壓信號，再接AD轉換，變成數(shù)字信號，然后經過LM358進行電壓放大。

　　單片機模塊

　　單片機主控模塊是以芯片AT89S52為主的最小系統(tǒng)板，是我們學習單片機過程中使用的學習板，它擁有優(yōu)異的性價比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強、低電壓、低功耗的顯著優(yōu)點，完全滿足所需。

　　AD模數(shù)轉換模塊

　　TLC549是采用IinCMOSTM技術并以開關電容逐次逼近原理工作的8位串行A／D7芯片，可與通用微處理器、控制器通過I／O CLOCK、CS、DATA OUT三條口線進行串行接口。TLC549具有4MHz的片內系統(tǒng)時鐘和軟、硬件控制電路，轉換時間最長為17μs，允許的最高轉換速率為40000次 /s?？偸д{誤差最大為±0．5LSB，典型功耗值為6 mW。TLC549采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉換范圍，由于其VREF-接地時，（VREF+）-（VREF-）≥1 V，故可用于較小信號的采樣，此外，該芯片還單電源3～6v的供電范圍?？傊琓LC549具有控制口線少，時序簡單，轉換速度快，功耗低，價格便宜等特點，適用于低功耗袖珍儀器上的單路A/D采樣，也可將多個器件并聯(lián)使用。

　　原理接線圖

　　名稱引腳功能定義：1Vref+輸入，電壓為+2 5 v基準電壓 。2ANIN輸人，信號輸人，由主板上的JK。3輸人0～+2.5V電壓，3Vref-輸人，負基準電壓，接主板地。4GND地管腳。5CS輸入，片選，轉換及輸出控制接下載板P2.0。6DOUT輸出，串行移位數(shù)據(jù)，接下載板P2.1。7CLK輸人，串行移位脈沖，接下載板P2.2。8VCC+5V電源引腳。

　　LCD顯示模塊

　　工作原理：液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到廣泛的應用。目前字符型液晶顯示模塊已經是單片機應用設計中最常用的信息顯示器件。

　　根據(jù)電磁感應原理，設計了一種簡易的無線供電原型，該系統(tǒng)包括能量發(fā)送模塊和LED照明模塊。LED照明模塊包括一個帶能量接收單元和五個LED燈（每個LED的平均電流為10mA），LED照明模塊沒有外加任何電源，它的供電只能來自能量發(fā)送模塊，兩個模塊之間沒有任何導線連接，電能的傳輸通過感應線圈，由能量發(fā)送模塊以無線方式傳輸給LED照明模塊，線圈間的介質為空氣。其中，能量發(fā)送單元采用12V的直流電供電。通過對LED燈光強的檢測并將數(shù)據(jù)反饋給能量發(fā)送模塊，可控制發(fā)射模塊的功率。LED燈也有多級光照強度控制。