工控摘要：基于電磁感應(yīng)原理的非接觸供電技術(shù)，綜合利用電力電子技術(shù)、磁場(chǎng)耦合技術(shù)、大功率高頻變換技術(shù)，借助現(xiàn)代控制理論和方法，實(shí)現(xiàn)了傳輸電能系統(tǒng)和用電設(shè)備的隔離，使兩者之間沒(méi)有電的直接接觸，很好地滿足了特種應(yīng)用場(chǎng)合的需要，提高了電能傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?。因此，非接觸供電技術(shù)是一種安全、可靠、靈活的電能接入新技術(shù)。
　　
　　LED照明產(chǎn)業(yè)還在啟步階段，各種LED照明技術(shù)還在進(jìn)一步完善中。我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)需要把握市場(chǎng)脈搏，積極拓展消費(fèi)市場(chǎng)，形成以市場(chǎng)應(yīng)用促進(jìn)科技創(chuàng)新、以科技創(chuàng)新帶動(dòng)市場(chǎng)需求的良性循環(huán)。發(fā)揮LED的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展有特殊用途的LED發(fā)光設(shè)備，積極擴(kuò)大LED發(fā)光設(shè)備的應(yīng)用范圍。
　　
　　非接觸供電技術(shù)
　　
　　非接觸供電技術(shù)的特點(diǎn)是供電端與用電端無(wú)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(jìn)行毫米到厘米級(jí)范圍的近距離非接觸供電系統(tǒng)已經(jīng)得到應(yīng)用。如電動(dòng)車輛、深水作業(yè)、機(jī)器人、礦山機(jī)械、電動(dòng)牙刷、手機(jī)和筆記本等移動(dòng)設(shè)備，甚至在植入人體的電子醫(yī)療器件也采用了這一技術(shù)供電、充電。因此，近距離非接觸供電技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　
　　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(qū)動(dòng)電路、振蕩電路、基準(zhǔn)電壓電路、控制保護(hù)電路以及發(fā)射線圈L1(變壓器初級(jí))組成;電能接收單元主要包括接收線圈L2(變壓器次級(jí))、高頻整流濾波電路和負(fù)載組成(如圖1所示)。
　　
　　非接觸供電系統(tǒng)工作時(shí)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(guò)振蕩電路逆變轉(zhuǎn)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(guò)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(fù)載。
　　
　　2特性和缺陷
　　
　　基于電磁感應(yīng)原理的非接觸供電技術(shù)，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(shí)現(xiàn)電能的傳遞，而且是一個(gè)開(kāi)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(shí)際效率很難超過(guò)80%，遠(yuǎn)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(guān)系為電場(chǎng)強(qiáng)度與距離的二次方成反比，磁場(chǎng)強(qiáng)度與距離的四次方成反比。單純的電磁共振是不可能長(zhǎng)距離傳輸?shù)摹ＭǔＴ?米處，效率不超過(guò)l%。因此，只能在近距離內(nèi)使用，一般不超過(guò)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(gè)特性，可以制造出即時(shí)充電或即時(shí)供電的電器，在移動(dòng)性、防水性和隔離性等方面有突出的表現(xiàn)，同樣可以應(yīng)用這個(gè)特性，來(lái)解決其自身的電磁干擾問(wèn)題。選擇一個(gè)適當(dāng)供電頻率使系統(tǒng)產(chǎn)生共振，則電能發(fā)射端的電磁波頻段對(duì)正常的通信、廣播沒(méi)有干擾或干擾較小，對(duì)人體或其他生物不構(gòu)成傷害，符合安全指標(biāo)。
　　
　　在幾個(gè)厘米以內(nèi)的近距離的電磁共振中，還存在著空振高壓?jiǎn)栴}：接收電路在負(fù)載時(shí)的電壓與空載時(shí)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(shí)，由于電壓的大幅度升高，將負(fù)載電路燒壞。是目前電磁共振的非接觸供電技術(shù)難以實(shí)用的一個(gè)重要因素。
　　
　　非接觸供電技術(shù)在LED發(fā)光設(shè)備的應(yīng)用
　　
　　現(xiàn)有的LED發(fā)光標(biāo)志牌、LED照明產(chǎn)品等，通常采用有線方式供電、充電。因而需要通過(guò)接口和導(dǎo)線進(jìn)行有線方式供電、充電，需要在發(fā)光標(biāo)志牌、照明設(shè)備上安裝接口及導(dǎo)線，導(dǎo)致設(shè)備整體防水、防漏氣性能低且不可靠。無(wú)法長(zhǎng)期使用、安裝、儲(chǔ)存在惡劣的環(huán)境中，如水中、礦井中或者連續(xù)潮濕的環(huán)境中。
　　
　　本文探究非接觸供電技術(shù)應(yīng)用于LED發(fā)光設(shè)備可行性，把非接觸供電系統(tǒng)的電能接收端置入到LED發(fā)光設(shè)備內(nèi)。選擇適當(dāng)?shù)腖ED驅(qū)動(dòng)技術(shù)，設(shè)計(jì)能進(jìn)行非接觸供電或充電的LED發(fā)光設(shè)備。該LED發(fā)光設(shè)備具有移動(dòng)性、高度防水性、高度隔離性，適用于水下作業(yè)、礦井作業(yè)、抗洪救災(zāi)等特殊場(chǎng)所的安全標(biāo)志牌與照明。