Беспроводное питание светодиода

Беспроводная мощность передается от передатчика к приемной катушке с использованием принципа индуктивной связи. Чтобы беспроводная передача энергии работала эффективно, частота передатчика и приемника должны резонировать. LC-контур со стороны передатчика создает колебательное магнитное поле воспринимаемое LC контуром со стороны приемника. Такое включение светодиода может использоваться в зарядных устройствах мобильных телефонов, электрических зубных щетках и маломощных нагрузках, таких как светодиоды, SMPS, роторы и т. Д. Конструкция автора показана на рис. 1.

рис. 1

Принципиальная схема передатчика показана на рис. 2. Он построен вокруг регулятора напряжения 5V 7805 (IC1), таймера NE555 (IC2) и нескольких других компонентов.

Инжир. 2: Схема передатчика

Положительный стабилизатор напряжения 7805 обеспечивает регулируемые 5V для NE555 и BC547. NE555 сконфигурирован как нестабильный мультивибратор для генерации импульсов. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.

Время зарядки t1 = 0,693 (R1 + R2) × C3
Время разряда t2 = 0,693 (R2) × C3
Частота колебаний F = (1,44 / (R1 + 2R2) × C3) = 18,94 кГц
C4 - обходной конденсатор на выводе 5 управляющего напряжения NE555. T1 является драйвером для силового MOSFET IRF540 (T2). T2 управляет схемой LC- резонирующей с частотой F
Где L = L1 = 180 мкГн и C = C5 + C6 = 0,1 мкФ + 0,1 мкФ = 0,2 мкФ.

Поэтому настроенная частота F составляет около 26 кГц. Он генерирует колебательное магнитное поле вокруг катушки с частотой 26 кГц, связанной с контуром LC-приемника. Принципиальная схема приемного устройства показана на рис. 3. Он встроен в контроллер buck / boost IC MC34063.

рис 3: Схема приемника

Катушка L2 и конденсаторы C7 и C13 образуют схему LC-аккумулятора, настроенную на частоту LC- передатчика. Частота LC-приемника составляет 26 кГц.

рис 4: Авторский прототип, показывающий работу

с катушками в перпендикулярных положениях

Мостовой выпрямитель BR1 используется для преобразования высокочастотного переменного тока в пульсирующий DC. C8 и C9 являются сглаживающими конденсаторами для обеспечения регулируемого постоянного напряжения. Для достижения высокой эффективности используется микросхема MC34063. Она имеет широкий диапазон входного напряжения от 3 до 40 В. Максимальный выходной ток составляет 1,5 А с регулируемым выходным напряжением. В этой схеме сконфигурирован а как конвертер buck или понижающий преобразователь. Выход (V_out) обратного преобразователя, который появляется в C11 и C12 относительно земли, вычисляется как V_out = 1,25 В (1 + R6 / R8). Где, 1.25 В является внутренним опорным напряжением микросхемы MC34063. Таким образом, V_out = 1.25V (1 + 15k / 4.7k) = 5.2V, что достаточно для управления светодиодами питания (LED1 и LED2). R9 и R10 являются токоограничивающими резисторами для LED1 и LED2. На рис. 5 изображен примерный, односторонний рисунок PCB для блока передатчика для беспроводного светодиода. 5 и его компоновка на рис. 6. Аналогичным образом, на фиг. 6 изображен шаблон PCB фактического размера для приемного устройства беспроводного светодиода. 7 и его компоновкой компоновки на рис. 8. После сборки схем на печатных платах поместите их в два отдельных блока.

рис 5: Фактический размер печатной платы блока передатчика беспроводного светодиода

рис 6: Компоновка печатной платы, показанная на рис. 5

рис 7: фактический размер печатной платы приемного устройства беспроводного светодиода

рис 8: Компоновка печатной платы, показанная на рис. 7

Тест нагрузки. Приемник потребляет ток нагрузки 271 мА при постоянном напряжении 5,2 В. Поэтому приблизительная выходная мощность = 5.2V × 271mA = 1.4W, и потребляемая мощность передатчика = 12V × 180mA = 2.16W (приблизительно). Когда приемник находится вдали от передатчика, потребляемая мощность передатчиком = 12 В × 20 мА = 240 мВт. Эффективность = выходная мощность / входная мощность = 1,4 / 2,16 = 0,648 или 64,8%. Из-за катушек с воздушным сердечником эффективность низкая. Его можно улучшить, используя катушки с сердечником.

Visweswara Rao Kalla