无线LED照明供电系统电路模块设计

2015-01-18编辑:探路者 关键字:供电系统  电路  模块
  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

  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。

  

  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。

  

  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。

关键字:供电系统  电路  模块

来源: 互联网 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/2015/0118/article_11711.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:LED智能照明系统电路模块设计
下一篇:教室智能照明控制整体电路设计

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

手持医疗设备供电系统方案解析

的时候,外科医生感受到了这种灵活性带来的极大便利。  传统电池组包含了提供主能源的电芯和集成了剩余电量计、保护电路、温度传感器、显示电池组或电芯状态的LED驱动器和串行数据通信总线的电路板。电池组的外部则是一个典型的塑料外壳,附带可以为同主设备的连接提供电接口的外接触点和吸收外部振荡和保持内部元器件的绝缘。  1 使用概况  设计一个安全可靠系统的第一步是要准确理解医疗设备使用模型的诸特性,这些特点包括了温度范围、放电曲线、充电方式、保存寿命和传输需要。在为移动应用设备挑选最优电池的时候,所有外部的和内部的工作温度也都是重要的考虑因素。  制造商们标明了电芯在理想的C/5 恒定电流和+20℃的外部温度下的性能。然而,许多医疗设备被期望
发表于 2018-02-07

基于CPLD的电池供电系统断电电路的设计

    今天,大多数的CPLD(复杂可编程逻辑器件)都采用可减少功耗的工作模式,但当系统未使用时,应完全切断电源以保存电池能量,从而实现很多设计者的终极节能目标。图1描述了如何在一片CPLD 上增加几只分立元件,实现一个节省电池能量的系统断电电路。在本例中,使用的CPLD是Altera EPM570-T100。使用一只外接P沟道MOSFET Q1和一只国际整流器公司 的IRLML6302(或等效器件),构成IC1 CPLD的一个电源控制开关。CPLD和开关矩阵控制着MOSFET的栅极,当用户按下一个开关时,在Q1上施加开关的偏压。CPLD内带一个嵌入的计时器,用于监控开关和系统的工作。当系统处在一个特定的不工作
发表于 2016-11-24
基于CPLD的电池供电系统断电电路的设计

车用12V发电机和电池供电系统解析

池需要电压偏高一些,需要根据环境温度/SOC的情况来估算维持电压   2)中间降低发电机的发电电压,这里维持一个稳态   3)一般情况下,电池充电状态达到 80% 时,利用降低电压的方式来调整发动机另一端拖动发电机的负荷      图4 典型的12V电池控制   所以某种程度上来说,12V供电系统离16V的上边界还是真的挺近的。当然随着12V Start Stop配置上去,整个系统变得又是不一样,我们能看到的是为了油耗的需求,12V SS先上,然后48V的系统上去。      小结:   1)假日写一些科普小短文,随着48V系统和12VSS系统的使用,此类的控制变得更为复杂了。   2)从消费者而言,48V系统还是远
发表于 2016-10-24
车用12V发电机和电池供电系统解析

TDK-Lambda体外诊断仪器供电系统整体解决方案

能力。当这两部分电路由同一电源供电时,这对开关电源在提供大电流负载时的稳定性提出很高要求。   体外诊断仪器的高灵敏度要求其内部供电系统不仅提供低噪声且稳定的电源,同时还具备滤除外部干扰的能力。   为了满足上述对速度、精度和灵敏度的要求,仪器内部电源子系统将面临低噪声、大动态负载、宽范围调节、高稳定性和高抗干扰性等诸多挑战。   面临温度控制子系统升温速度和控温精度挑战时,TDK-Lambda大功率SWS-L系列自带的PV功能可以在宽范围内调节输出电压,极大改善了温控系统特性。SWS-L系列电源输出电压可以通过外部模拟量控制来实现在额定20%-120%的宽范围内灵活调节。当温控系统需要高速升温时,控制SWS-L系列电源输出120
发表于 2016-10-21
TDK-Lambda体外诊断仪器供电系统整体解决方案

微型温差电池的无线传感器节点自供电系统设计

TPS78001的工作状态。 TPS78001是TI生产的超低功耗稳压器,它可以实现电路输出电压的稳压作用,通过设置相应的外围电路的电阻参数,可以使输出得到一个稳定的电压,这样就可以稳定地驱动后面的无线传感器发射节点。 为了更好的对图2设计电路进行解释说明,下面对上述电路图的各个模块包含的芯片和相关电子元件,以及工作方式和功能进行详细的描述。 图2中的电路是微型温差发电器自供电系统的总体电路图,根据实际电路的作用可将其划分为三个电路,在此以电路A、B和C来代替。 电路A是以BQ25504芯片为核心的具有MPPT功能的DC-DC升压变换器电路以及能量存储电路;电路B是以MIC841N芯片为核心的双电压比较器电路;电路C是以
发表于 2016-08-16
微型温差电池的无线传感器节点自供电系统设计

PLC的供电系统可靠性设计

用单相桥式整流的直流电源,但是,当PLC的输出需要作为系统其他控制装置:如CNC等)的输入时,必须根据后者的要求选择输出电源。      3.PLC总供电系统   总供电系统的设计,必须根据控制对象的性质、技术要求、系统的组成情况、使用环境条件等进行具体分析,本章后述部分给出了PLC控制系统硬件设计实例,可以供读者参考。   作为PLC总供电系统基本设计原则,应注意如下几个方面:   ①在系统中,与PLC有关的全部电源,均可以通过设备的总电源开关进行分断,实现与电网的隔离。   ②PLC作为系统主要的控制装置,原则上应在设备总电源接通后,无须其他启动操作,即可以立即投入工作,以便控制系统
发表于 2015-10-26

小广播

颜工专栏

LED专区

现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved