一种用于灯具的无线供电电路的制作方法

1.本技术涉及无线供电的技术领域，特别涉及用于一种用于灯具的无线供电电路。


背景技术：

2.为了在展示物品时取得良好的展示效果，展柜内通常会安装一些灯具，用于对展柜内部进行照明，以便于被展示的物品（以下称展品）能清晰的展现在公众面前。
3.针对上述相关技术，发明人发现存在以下缺陷，由于展柜内的展品会随着时间进行更换，不同的展品对照明的需求不同，例如较大的展品需要多个灯具进行照明，而较小的展品则仅需一个灯具进行照明，而目前安装于展柜内的灯具受导线的限制，因此存在灯具不能在展柜内的自由移动的缺陷。


技术实现要素：

4.为了使灯具能够在展柜内灵活移动，本技术提供了一种用于灯具的无线供电电路。
5.一种用于灯具的无线供电电路，其包括发射端和接收端，所述发射端包括无线供电芯片soc和发射电感线圈l1；所述接收端包括接收电感线圈l2、整流滤波电路和灯具；其中，
6.所述无线供电芯片soc的输入端与直流电源连接，用于将所述直流电源输出的第一直流电转换为第一交流电，并输出所述第一交流电；
7.所述发射电感线圈l1的一端与所述无线供电芯片soc的第一输出端lx1连接，所述发射电感线圈l1的另一端与所述无线供电芯片soc的第二输出端lx2连接，用于产生交变的电磁场；
8.所述接收电感线圈l2用于感应并输出第二交流电；
9.所述整流滤波电路的第一输入端与所述接收电感线圈l2的一端连接，所述整流滤波电路的第二输入端与所述接收电感线圈l2的另一端连接，用于接收所述第二交流电，并将所述第二交流电转换为第二直流电；所述整流滤波电路的输出端与所述灯具连接，用于输出所述第二直流电，以点亮所述灯具。
10.通过采用上述技术方案，无线供电芯片soc将第一直流电逆变为第一交流电，第一交流电流过发射电感线圈l1，从而使发射电感线圈l1上产生交变的磁场，当接收电感线圈l2靠近发射电感线圈l1时，磁场切割接收电感线圈l2，从而在接收电感线圈l2上感应出第二交流电，经过整流滤波电路将第二交流电转换为第二直流电，以点亮灯具；
11.由于灯具没有导线的限制，因此，更换展品后，在设置有发射电感线圈l1的展柜内，能够根据展柜内展品的陈列情况，灵活移动灯具，便于对展柜内的照明进行调整。
12.可选的，所述整流滤波电路包括第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、第三整流二极管d3、第四整流二极管d4和第一电容器c1；其中，
13.所述整流滤波电路的第一输入端分别与所述第一整流二极管d1的阳极和所述第
二整流二极管d2的阴极连接，所述整流滤波电路的第二输入端分别与所述第三整流二极管d3的阳极和所述第四整流二极管d4的阴极连接；
14.所述第一整流二极管d1的阴极与所述第三整流二极管d2的阴极连接，且共同与所述第一电容器c1的一端连接，所述第一电容器c1的一端与所述整流滤波电路的输出端连接；
15.所述第二整流二极管d2的阳极与所述第四整流二极管d4的阳极连接，且共同与所述第一电容器c1的另一端连接，所述第一电容器c1的另一端接地。
16.通过采用上述技术方案，当第二交流电从整流滤波电路的第一输入端流入时，由于二极管的单向导通性，第二交流电依次流过第一整流二极管d1、灯具和第四整流二极管d4，最后从整流滤波电路的第二输入端流出；
17.当第二交流电从整流滤波电路的第二输入端流入时，由于二极管的单向导通性，第二交流电依次流过第三整流二极管d3、灯具和第二整流二极管d2，最后从整流滤波电路的第一输入端流出；
18.第二交流电在流过第一整流二极管d1和第四整流二极管d4或流过第三整流二极管d3和第二整流二极管d2时，电流始终从灯具的一端流向灯具的另一端，从而使第二交流电整流为第二直流电。
19.可选的，所述无线供电电路还包括lc谐振发射电路和lc谐振接收电路；其中，
20.所述lc谐振发射电路设置于所述发射端，包括第二电容器c2，且所述发射电感线圈l1也包括于所述lc谐振发射电路内，所述第二电容器c2的一端与所述发射电感线圈l1的一端连接，所述第二电容器c2的另一端与所述无线供电芯片soc的第一输出端lx1连接；
21.所述lc谐振接收电路设置于所述接收端，包括第三电容器c3，且所述接收电感线圈l2也包括于所述lc谐振接收电路内，所述第三电容器c3的一端与所述接收电感线圈l2的一端连接，所述第三电容器c3的另一端与所述整流滤波电路的第一输入端连接。
22.通过采用上述技术方案，当lc谐振接收电路和lc谐振发射电路的参数相同时，lc谐振接收电路和lc谐振发射电路能够发生电磁共振，从而在无线供电电路传输电能时，能够提高传输效率与传输距离。
23.可选的，所述无线供电电路还包括稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述直流电源连接，所述稳压电路的输出端与所述无线供电芯片soc的输入端连接，用于减少输出入所述无线供电芯片soc的所述第一直流电的波动。
24.通过采用上述技术方案，当直流电源的电压发生波动时，稳压电路能够维持输入无线供电芯片soc电压的稳定。
25.可选的，所述稳压电路包括第四电容器c4，所述第四电容器c4的一端与所述稳压电路的输入端连接，所述第四电容器c4的另一端接地，所述第四电容器c4与所述稳压电路的输入端连接的一端与所述稳压电路输出端连接。
26.通过采用上述技术方案，由于电容器是储能元件，电容器充电和放电都有要一定的时间，两端的电压不能突变。当直流电源输出的电压高于第四电容器c4电压时，第四电容器c4充电；当直流电源输出的电压低于第四电容器c4电压时，第四电容器c4放电，从而使得输入无线供电芯片soc的第一直流电更加平滑，稳定。
27.可选的，所述稳压电路包括稳压二极管d5，所述稳压二极管d5的阴极与所述稳压
电路的输入端连接，所述稳压二极管d5的阳极接地。
28.通过采用上述技术方案，稳压二极管d5能够在插拔直流电源时，消除由插拔的引起的电压尖峰。
29.可选的，所述无线供电电路还包括驱动电路，所述驱动电路的输入端与所述整流滤波电路的输出端连接，所述驱动电路的输出端与所述灯具连接。
30.通过采用上述技术方案，驱动电路能够以恒定的电流或以恒定的电压驱动灯具发光，能够使灯具发出的亮度保持一致。
31.可选的，所述驱动电路包括恒流芯片u1、续流电感器l3、第一电阻器r1、第二电阻器r2、续流二极管d6和第五电容器c5；其中，
32.所述第一电阻器r1的一端与所述驱动电路的输入端连接，所述第一电阻器r1的另一端分别与所述恒流芯片u1的输入端vdd和所述第五电容器c5的一端连接，所述第五电容器c5的另一端接地；
33.所述续流二极管d6的阴极与所述驱动电路的输入端连接，所述续流二极管d6的阳极与所述恒流芯片u1的开关端sw连接，并且所述续流二极管d6的阴极还与所述驱动电路的第一输出端连接；
34.所述续流电感器l3的一端与所述续流二极管d6的阳极连接，所述续流电感器l3的另一端与所述驱动电路的第二输出端连接；
35.所述第二电阻器r2的一端与所述恒流芯片u1的电流检测端cs连接，所述第二电阻器r2的另一端接地；
36.所述恒流芯片u1的接地端gnd接地；
37.所述灯具的一端与所述驱动电路的第一输出端连接；所述灯具的另一端与所述驱动电路的第二输出端连接。
38.通过采用上述技术方案，由于电感器是储能元件，电感器充磁和放磁都有要一定的时间，使得电感器上的电流不能突变，从而使用续流电感器l3和恒流芯片u1及其外围电路，能够使得流过灯具的电流恒定。
39.可选的，所述驱动电路包括集成三端稳压芯片u2和第六电容器c6，所述集成三端稳压芯片u2的输入端in与所述驱动电路的输入端连接；所述集成三端稳压芯片u2的公共端com接地；所述集成三端稳压芯片u2的输出端out与所述第六电容器c6的一端连接，所述第六电容器c6的另一端接地，所述第六电容器c6与所述集成三端稳压芯片u2的输出端out的连接处与所述驱动电路的输出端连接；
40.所述灯具的一端与所述驱动电路的输出端连接，所述灯具的另一端接地。
41.可选的，所述无线供电电路还包括通信控制电路、通信调制电路和检测电路；其中，
42.所述通信控制电路设置于所述接收端，所述通信控制电路的输入端与所述整流滤波电路的输出端连接，所述通信控制电路的输出端与所述通信调制电路的输入端连接，用于输出预设的控制脉冲信号；
43.所述通信调制电路设置于所述接收端，与所述lc谐振接收电路连接，用于接收所述控制脉冲信号后，调整所述lc谐振接收电路的谐振频率；
44.所述检测电路设置于所述发射端，所述检测电路的输入端与所述lc谐振发射电路
连接，用于检测所述lc谐振发射电路上的电压信号；
45.所述无线供电芯片soc与所述检测电路的输出端连接，用于接收并解调所述电压信号。
46.通过采用上述技术方案，当lc谐振接收电路与lc谐振发射电路在同一谐振频率下发生电磁共振时，通信控制电路能够输出预设的控制脉冲信号，通信调制电路接收到控制脉冲信号后，周期性调整lc谐振接收电路的谐振频率，当lc谐振接收电路的谐振频率变化时，lc谐振发射电路与lc谐振接收电路的不能发生电磁共振；当lc谐振接收电路的谐振频率恢复时，lc谐振发射电路与lc谐振接收电路的发生电磁共振，从而使发射电感线圈l1上的电压产生周期性变化，检测电路检测并输出周期性变化的电压信号，无线供电芯片soc接收并解调该电压信号，从而识别到接收端，并且根据该电压信号输出特定的功率。
47.综上所述，本技术至少包括以下有益效果：
48.1.设置发射端包括无线供电芯片soc和发射电感线圈l1，接收端包括接收电感线圈l2、整流滤波电路和灯具的目的是，无线供电芯片soc将第一直流电逆变为第一交流电，第一交流电流过发射电感线圈l1，从而使发射电感线圈l1上产生交变的磁场，当接收电感线圈l2靠近发射电感线圈l1时，磁场切割接收电感线圈l2，从而在接收电感线圈l2上感应出第二交流电，经过整流滤波电路将第二交流电转换为第二直流电，以点亮灯具；由于本技术灯具没有导线的限制，因此，更换展品后，在设置有发射电感线圈l1的展柜内，能够根据展柜内展品的陈列情况，灵活移动灯具，便于对展柜内的照明进行调整。
附图说明
49.图1是本技术的一种实施方式的结构框图；
50.图2是本技术发射端的一种实施方式的电路结构图；
51.图3是本技术接收端的一种实施方式的电路结构图；
52.图4是本技术接收端驱动电路区别于图3的另一种实施方式的电路结构图；
53.图5是本技术的另一种实施方式的结构框图；
54.图6是本技术接收端包括通信控制电路和通信调制电路的另一种实施方式的电路结构图。
55.附图标记说明：100、发射端；110、lc谐振发射电路；120、稳压电路；130、检测电路；200、接收端；210、lc谐振接收电路；220、整流滤波电路；230、驱动电路；240、通信控制电路；250、通信调制电路；260、灯具。
具体实施方式
56.本技术结合附图1-附图6进一步进行详细说明。
57.本技术公布了一种用于灯具的无线供电电路，常应用于展柜内部的照明，作为用于灯具的无线供电电路的一种实施方式，如附图1所示，其包括：发射端100和接收端200，其中发射端100包括无线供电芯片soc和发射电感线圈l1；接收端200包括接收电感线圈l2、整流滤波电路220和灯具260；
58.无线供电芯片soc可以采用型号为ip6806的无线充电发射端100控制芯片，该芯片兼容wpc qi v1.2.4标准，内部集成全桥驱动和全桥功率mos，灯具260可以是led灯、荧光灯
和日光灯。
59.如附图2所示，无线供电芯片soc的输入端与直流电源连接，用于将直流电源输出的第一直流电转换为第一交流电，并输出第一交流电；
60.发射电感线圈l1的一端与无线供电芯片soc的第一输出端lx1连接，发射电感线圈l1的另一端与无线供电芯片soc的第二输出端lx2连接，用于产生交变的磁场。
61.如附图3所示，接收电感线圈l2用于靠近发射电感线圈l1时，由交变的磁场感应并输出第二交流电；
62.整流滤波电路220的第一输入端与接收电感线圈l2的一端连接，整流滤波电路220的第二输入端与接收电感线圈l2的另一端连接，用于接收第二交流电，并将第二交流电转换为第二直流电；整流滤波电路220的输出端与灯具260连接，用于输出第二直流电，以点亮灯具260。本实施方式在直流电源的电压采用 12v。
63.作为整流滤波电路220的一种实施方式，如附图3所示：整流滤波电路220包括第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、第三整流二极管d3、第四整流二极管d4和第一电容器c1；其中，
64.整流滤波电路220的第一输入端分别与第一整流二极管d1的阳极和第二整流二极管d2的阴极连接，整流滤波电路220的第二输入端分别与第三整流二极管d3的阳极和第四整流二极管d4的阴极连接；
65.第一整流二极管的d1的阴极与第三整流二极管d2的阴极连接，且共同与第一电容器c1的一端连接，第一电容器c1的一端与整流滤波电路220的输出端连接；第二整流二极管的d2的阳极与第四整流二极管d4的阳极连接，且共同与第一电容器c1的另一端连接，第一电容器c1的另一端接地。需要说明的是，本实施方式中是通过电磁感应的电磁耦合方式，耦合距离近，对接收电感线圈l2与发射电感线圈l1之间的放置距离要求较高，且一对多供电存在干扰。
66.为了解决上述问题，本技术提供了灯具260的无线供电电路的一种实施方式，如附图2和附图3所示：
67.无线供电电路还包括lc谐振发射电路110和lc谐振接收电路210；其中，
68.lc谐振发射电路110设置于发射端100，包括第二电容器c2，且发射电感线圈l1也包括于lc谐振发射电路110内，第二电容器c2的一端与发射电感线圈l1的一端连接，第二电容器c2的另一端与无线供电芯片soc的第一输出端lx1连接；
69.lc谐振接收电路210设置于接收端200，包括第三电容器c3，且接收电感线圈l2也包括于lc谐振接收电路210内，第三电容器c3的一端与接收电感线圈l2的一端连接，第三电容器c3的另一端与整流滤波电路220的第一输入端连接。
70.本实施方式通过电磁波近场谐振的电磁共振方式，能够实现较远距离的供电，且容易实现一对多供电。
71.为了在直流电源的电压发生波动时，减少输入无线供电芯片soc电压的波动，如附图2所示：无线供电电路还包括稳压电路120，稳压电路120的输入端与直流电源连接，稳压电路120的输出端与无线供电芯片soc的输入端连接，用于减少输出入无线供电芯片soc的第一直流电的波动。
72.作为稳压电路120的一种实施方式，稳压电路120包括第四电容器c4，第四电容器
c4的一端与稳压电路120的输入端连接，第四电容器c4的另一端接地，第四电容器c4与稳压电路120的输入端连接的一端与稳压电路120输出端连接。
73.为了能够在插拔直流电源时，消除由插拔的引起的电压尖峰，稳压电路120包括稳压二极管d5，稳压二极管d5的阴极与稳压电路120的输入端连接，稳压二极管d5的阳极接地。
74.为了使灯具260发出的亮度能够保持一致，如附图3所示：无线供电电路还包括驱动电路230，驱动电路230的输入端与整流滤波电路220的输出端连接，驱动电路230的输出端与灯具260连接。
75.作为驱动电路230的一种实施方式，驱动电路230包括恒流芯片u1、续流电感器l3、第一电阻器r1、第二电阻器r2、续流二极管d6和第五电容器c5；其中，恒流芯片u1可以采用oc5136型降压恒流驱动芯片。
76.第一电阻器r1的一端与驱动电路230的输入端连接，第一电阻器r1的另一端分别与恒流芯片u1的输入端vdd和第五电容器c5的一端连接，第五电容器c5的另一端接地；
77.续流二极管d6的阴极与驱动电路230的输入端连接，续流二极管d6的阳极与恒流芯片u1的开关端sw连接，并且续流二极管d6的阴极还与驱动电路230的第一输出端连接；
78.续流电感器l3的一端与续流二极管d6的阳极连接，续流电感器l3的另一端与驱动电路230的第二输出端连接；
79.第二电阻器r2的一端与恒流芯片u1的电流检测端cs连接，第二电阻器r2的另一端接地；
80.恒流芯片u1的接地端gnd接地；
81.灯具260的一端与驱动电路230的第一输出端连接；灯具260的另一端与驱动电路230的第二输出端连接。
82.其中，第一电阻器r1为恒流芯片u1的供电电阻，第六电容器c6为滤波电容，由于恒流芯片u1内部电流检测端cs与开关端sw通过内部的开关管连接，当开关管导通时，流过灯具260、续流电感器l3和第二电阻器r2的电流相等，当该电流波动增大时，开关管截至，续流电感器l3上储存的能量流过续流二极管d6为灯具260供电，维持灯具260不变；当该电流波动减小时，开关管导通，续流电感器l3上储存的能量流过续流二极管d6与该波动减小的电流叠加为灯具260供电，维持灯具260上的电流不变。
83.作为驱动电路230的另一种实施方式，如附图4所示：驱动电路230包括集成三端稳压芯片u2和第六电容器c6，集成三端稳压芯片u2的输入端in与驱动电路230的输入端连接；集成三端稳压芯片u2的公共端com接地；集成三端稳压芯片u2的输出端out与第六电容器c6的一端连接，第六电容器c6的另一端接地，第六电容器c6与集成三端稳压芯片u2的输出端out的连接处与驱动电路230的输出端连接；
84.灯具260的一端与驱动电路230的输出端连接，灯具260的另一端接地。
85.作为无线供电电路的另外一种实施方式，如附图5所示：无线供电电路还包括通信控制电路240、通信调制电路250和检测电路130；其中，
86.通信控制电路240设置于接收端200，通信控制电路240的输入端与整流滤波电路220的输出端连接，通信控制电路240的输出端与通信调制电路250的输入端连接，用于输出预设的控制脉冲信号；
87.通信调制电路250设置于接收端200，与lc谐振接收电路210连接，用于接收控制脉冲信号后，调整lc谐振接收电路210的谐振频率；
88.检测电路130设置于发射端100，检测电路130的输入端与lc谐振发射电路110连接，用于检测lc谐振发射电路110上的电压信号；
89.无线供电芯片soc与检测电路130的输出端连接，用于接收并解调电压信号。
90.当检测电路130未检测到电压信号，或检测到的电压信号无法被无线供电芯片soc解调，则无线供电芯片soc停止功率输出。
91.如附图6所示，通信控制电路240包括通信控制芯片u3、第三电阻器r3、第四电阻器r4、齐纳二极管d7和第七电容器c7；其中，通信控制芯片u3可以采用aps0312型通信控制芯片。
92.第三电阻器r3的一端与通信控制电路240的输入端连接，第三电阻器r3的另一端分别与第四电阻器r4的一端、通信控制芯片u3的电源端vdd和齐纳二极管d7的阴极连接，第四电阻器r4的另一端通信控制芯片u3的数据端data连接，齐纳二极管d7的阳极接地，第七电容器c7并联于齐纳二极管d7的两端；
93.通信控制芯片u3的接地端gnd接地，通信控制芯片u3的输出端qi与通信控制电路240的输出端连。
94.通信调制电路250包括第一mos管q1，第二mos管q2、第三mos管q3、第八电容器和第九电容器；其中，
95.第一mos管q1的栅极与接收电感线圈l2远离第三电容器c3的一端连接，第一mos管q1的漏极与第三电容器c3远离接收电感线圈l2的一端连接，第一mos管q1的源极与第二mos管q2的源极连接，且接地；
96.第二mos管q2的栅极与第一mos管q1的漏极连接，第二mos管q2的漏极与第一mos管q1的栅极连接；
97.第八电容器c8的一端与第一mos管q1的漏极连接，第八电容器c8的另一端与第九电容器c9的一端连接，第九电容器c9的另一端与第二mos管q2的漏极连接；
98.第三mos管q3的漏极与第八电容器c8和第九电容器c9的连接处连接，第三mos管q3的栅极与通信控制电路240的输出端连接，第三mos管q3源极接地。
99.当第三mos管q3的栅极接收到通信控制电路240输出的控制脉冲信号后，按照控制脉冲信号将第八电容器c8和第九电容器c9切入或切出lc谐振接收电路210，以此改变lc谐振接收电路210的谐振频率。
100.如附图2所示，检测电路130包括第八二极管d8、第五电阻器r5、第六电阻器r6、第七电阻其r7、第八电阻器r8、第十电容器c10、第十一电容器c11和第十二电容器c12；其中
101.第八二极管d8的阳极与检测电路130的输入端连接，第八二极管d8的阴极分别与第五电阻器r5的一端和第七电阻其r7的一端连接，第五电阻器r5的另一端分别与第六电阻器r6的一端和第十电容器c10的一端连接，第六电阻器r6的另一端和第十电容器c10的另一端接地，第十电容器c10的一端与检测电路130的第一输出端连接；
102.第七电阻器r7的另一端分别与第八电阻器r8的一端和第十一电容器c11的一端连接，第八电阻器r8的另一端和第十一电容器c11的另一端接地，第十一电容器c11的一端与第十二电容器c12的一端连接，第十二电容器c12的另一端连接与检测电路130的第二输出
端连接。本技术中检测电路130的第一输出端与无线供电芯片soc的电压检测端vdet连接，检测电路130的第二输出端与无线供电芯片soc的通讯电压解调端v-dec连接。
103.本实施例的实施原理为：
104.当无线供电芯片soc接通直流电源时，稳压电路120中的稳压二极管d5能够消除接通时的电压尖峰，而后无线供电芯片soc的第一输出端lx1和无线供电芯片soc的第二输出端lx2输出第一交流电，第一交流电流入lc谐振发射电路110，从而使发射电感线圈l1上产生交变的磁场，在接收电感线圈l2靠近发射电感线圈l1时，磁场切割接收电感线圈l2，从而在接收电感线圈l2上感应出第二交流电，当第一交流电的频率、lc谐振发射电路110的谐振频率和lc谐振接收电路210的谐振频率相同或很接近时，lc谐振发射电路110和lc谐振接收电路210的电抗为零，从而能够依靠电磁波近场谐振的电磁共振方式，实现较远距离的供电，且容易实现一对多供电。
105.第二交流电从整流滤波电路220的第一输入端流入时，依次流过第一整流二极管d1、灯具260和第四整流二极管d4，最后从整流滤波电路220的第二输入端流出；第二交流电从整流滤波电路220的第二输入端流入时，依次流过第三整流二极管d3、灯具260和第二整流二极管d2，最后从整流滤波电路220的第一输入端流出；由于第二交流电在流过第一整流二极管d1和第四整流二极管d4或流过第三整流二极管d3和第二整流二极管d2时，电流始终从灯具260的一端流向灯具260的另一端，从而将第二交流电整流为第二直流电。
106.当通信控制芯片u3接收到第二直流电时，输出预设的控制脉冲信号，第三mos管q3的栅极接收到该控制脉冲信号后，按照控制脉冲信号将第八电容器c8和第九电容器c9切入或切出lc谐振接收电路210，以此改变lc谐振接收电路210的谐振频率，从而使发射电感线圈l1上的电压产生周期性变化，检测电路130检测并输出周期性变化的电压信号，无线供电芯片soc接收并解调该电压信号，从而识别到接收端200，并且根据该电压信号输出特定的功率。
107.并且驱动电路230接收第二直流电为灯具260输出恒定的电压或恒定的电流，保持灯具260的亮度一致。
108.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。