LED照明設(shè)備非接觸供電技術(shù)的探討

　　(4)封裝

　　外封裝透明膠套用于保護(hù)整個(gè)非接觸供電式LED發(fā)光標(biāo)志牌的電路，把整個(gè)非接觸供電LED發(fā)光標(biāo)志牌電路牢靠包封在外封裝透明膠套內(nèi)，無(wú)任何接口，因此本文所述的非接觸供電LED發(fā)光標(biāo)志牌具有高度可靠的防水、防漏氣性能。本標(biāo)志牌還可以根據(jù)用戶需要，制做成不同形狀，進(jìn)行單面、雙面、多面發(fā)光顯示。

　　1.2 LED礦燈

　　據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，煤礦井下瓦斯爆炸事故有三分之一以上是礦燈故障引起的，這主要是由于礦燈所使用的白熾燈泡存在的缺陷所造成的。而LED礦燈解決了白熾燈泡的安全隱患，在煤礦上大量推廣使用。LED礦燈在節(jié)能、安全性、易用性等方面與采用白熾燈的礦燈相比都有較大改進(jìn)，但還存在著以下問(wèn)題需要解決。

　　礦井下潮濕、多水、空氣混濁、灰塵大，LED礦燈采用了鎳氫電池或鋰電池為電源，LED發(fā)光二極管為光源，這些元件一但進(jìn)水、進(jìn)入灰塵后就易損壞，甚至報(bào)廢。閉鎖螺絲受潮后會(huì)生銹，難以卸掉，須將螺栓廢掉，浪費(fèi)材料費(fèi)和工時(shí)。充電接口經(jīng)常進(jìn)灰堵塞，尤其水泥進(jìn)到充電接口凝固后就很難去掉，影響LED礦燈充電，嚴(yán)重的就可能報(bào)廢。

　　本設(shè)計(jì)把電能接收端置入LED礦燈，用透明膠套把LED礦燈牢靠密封，采用非接觸供電技術(shù)，就可以解決上述問(wèn)題。提高了LED礦燈的使用壽命、防爆性能、抗靜電性能，降低了LED礦燈的報(bào)廢率，減少了維修量，增加了實(shí)用性和安全可靠系數(shù)。

　　2 系統(tǒng)分析與構(gòu)成

　　對(duì)使用非接觸供電技術(shù)的LED發(fā)光設(shè)備的設(shè)計(jì)，要從三個(gè)角度考慮完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：一是從器件的選擇、電路設(shè)計(jì)上盡可能的提高系統(tǒng)的效率；二是嵌入非接觸式的RFID(RadioFrequencyIdentification，射頻識(shí)別)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)ID認(rèn)證機(jī)制，保證系統(tǒng)的安全；三是采用MCU(MicroControlUnit，微控制器)作核心的部分，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電路所需的振蕩頻率，同時(shí)也需要控制RFID組件與電能接收端進(jìn)行信息交互。使供電端與用電端可以用一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多和網(wǎng)絡(luò)分布方式供電。

　　系統(tǒng)由供電部分及工作部分組成(如圖4所示)。供電部分由MCU和供電單元組成，MCU通過(guò)RFID發(fā)射單元檢測(cè)負(fù)載位置的情況，當(dāng)負(fù)載存在時(shí)，開(kāi)通供電單元，進(jìn)行供電。工作部分由MCU、與電能發(fā)送端相對(duì)應(yīng)的RFID組件、LED單元、受電單元和充電電池組成，受電單元主要實(shí)現(xiàn)電能的接收，受電線圈接收電能，通過(guò)整流、濾波處理后向電池和LED單元供電。MCU的外圍電路包括復(fù)位電路、參考電壓電路、串口下載電路、電源與接地、按鍵、報(bào)警等。系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話界面，通過(guò)顯示模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。工作部分、供電部分、供電管理、按鍵、顯示等功能都由MCU進(jìn)行控制。

圖4　用非接觸供電技術(shù)的LED發(fā)光設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖

　　實(shí)現(xiàn)使用非接觸供電技術(shù)的LED發(fā)光設(shè)備的方案是上述的整合，即兩部分構(gòu)成，分別為接220V交流電的電能發(fā)送端和給LED發(fā)光設(shè)備電池充電的電能接收端。將待充電LED發(fā)光設(shè)備放到充電器上，打開(kāi)設(shè)在電源端的充電開(kāi)關(guān)，電能發(fā)送端發(fā)出驗(yàn)證信息，電能接收端收到驗(yàn)證信息后發(fā)出確認(rèn)信息，身份驗(yàn)證通過(guò)后，則控制驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)始工作，實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　對(duì)使用非接觸供電技術(shù)的LED發(fā)光設(shè)備的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)設(shè)定系統(tǒng)預(yù)計(jì)達(dá)到的各項(xiàng)指標(biāo)，作為測(cè)試使用非接觸供電技術(shù)的LED發(fā)光設(shè)備理論依據(jù)。通過(guò)不斷的測(cè)試系統(tǒng)、分析測(cè)試結(jié)果，提出改進(jìn)措施，最終使系統(tǒng)達(dá)到預(yù)設(shè)指標(biāo)。要考慮LED光學(xué)特性，發(fā)揮LED色彩多樣性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的供電電源及控制電路，提高LED發(fā)光設(shè)備的穩(wěn)定性，提高電源的效率?？刂齐娐芬蚣锌刂疲K化，系統(tǒng)可擴(kuò)展性方面發(fā)展設(shè)計(jì)等。由于方便、完全密封等特點(diǎn)，此類(lèi)使用非接觸供電技術(shù)的LED發(fā)光設(shè)備將會(huì)有很大的應(yīng)用空間。