鉅大LARGE | 點擊量:1317次 | 2019年12月27日
解析LED照明產品的無線供電技術
LED照明產業(yè)還在啟步階段,各種LED照明技術還在進一步完善中。我國LED產業(yè)需要把握市場脈搏,積極拓展消費市場,形成以市場應用促進科技創(chuàng)新、以科技創(chuàng)新帶動市場需求的良性循環(huán)。發(fā)揮LED的優(yōu)勢,發(fā)展有特殊用途的LED發(fā)光設備,積極擴大LED發(fā)光設備的應用范圍。
非接觸供電技術
非接觸供電技術的特點是供電端與用電端無需任何物理上的連接,就可以把電能傳輸給用電端。利用電磁波進行毫米到厘米級范圍的近距離非接觸供電系統(tǒng)已經(jīng)得到應用。如電動車輛、深水作業(yè)、機器人、礦山機械、電動牙刷、手機和筆記本等移動設備,甚至在植入人體的電子醫(yī)療器件也采用了這一技術供電、充電。因此,近距離非接觸供電技術有著廣泛的應用前景。
基于電磁感應原理的非接觸供電技術,綜合利用電力電子技術、磁場耦合技術、大功率高頻變換技術,借助現(xiàn)代控制理論和方法,實現(xiàn)了傳輸電能系統(tǒng)和用電設備的隔離,使兩者之間沒有電的直接接觸,很好地滿足了特種應用場合的需要,提高了電能傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴R虼?,非接觸供電技術是一種安全、可靠、靈活的電能接入新技術。
1基本原理
非接觸供電系統(tǒng)包括電能發(fā)送單元和電能接收單元兩部分。電能發(fā)送單元主要由交直流電源電路、功率放大輸出電路、驅動電路、振蕩電路、基準電壓電路、控制保護電路以及發(fā)射線圈L1(變壓器初級)組成;電能接收單元主要包括接收線圈L2(變壓器次級)、高頻整流濾波電路和負載組成(如圖1所示)。
圖1非接觸供電系統(tǒng)結構圖
非接觸供電系統(tǒng)工作時輸人端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電,或用直流電端直接為系統(tǒng)供電,直流電通過振蕩電路逆變轉換成高頻交流電經(jīng)功率放大輸出電路放大供給發(fā)射線圈L1。通過發(fā)射線圈L1與接收線圈L2耦合電能,接收線圈L2輸出的電流經(jīng)高頻整流濾波電路變換成直流電提供給負載。
2特性和缺陷
基于電磁感應原理的非接觸供電技術,發(fā)射線圈和接收線圈必須有諧振頻率一致的電磁共振,才能傳輸電能,而具有以下主要特性和缺陷:電磁共振以電一磁一磁一電的方式實現(xiàn)電能的傳遞,而且是一個開放的系統(tǒng),必然存在著電磁輻射和能量的損耗,因此,近距離的實際效率很難超過80%,遠距離的狀態(tài)下,效率可能很低。因此,不符合節(jié)能的概念。
電磁能與距離的關系為電場強度與距離的二次方成反比,磁場強度與距離的四次方成反比。單純的電磁共振是不可能長距離傳輸?shù)?。通常?米處,效率不超過l%。因此,只能在近距離內使用,一般不超過10厘米。
電磁共振可以穿透非金屬,卻不能穿透金屬。利用這個特性,可以制造出即時充電或即時供電的電器,在移動性、防水性和隔離性等方面有突出的表現(xiàn),同樣可以應用這個特性,來解決其自身的電磁干擾問題。選擇一個適當供電頻率使系統(tǒng)產生共振,則電能發(fā)射端的電磁波頻段對正常的通信、廣播沒有干擾或干擾較小,對人體或其他生物不構成傷害,符合安全指標。
在幾個厘米以內的近距離的電磁共振中,還存在著空振高壓問題:接收電路在負載時的電壓與空載時的電壓相差懸殊,往往是數(shù)倍甚至是十倍以上,致使接收電路在空載時,由于電壓的大幅度升高,將負載電路燒壞。是目前電磁共振的非接觸供電技術難以實用的一個重要因素。