1．目的及意义

LED照明系统指的是采用LED作为光源的照明系统。LED照明系统是一个电光转换系统，其电光转换过程从供电部分开始，依次包括原始电源（“动力源泉”）、电源管理与变换、传感与控制、驱动器、热管理、LED及其混光、散射和光学提取等部分。其中，由原始电源（如电池）和控制与驱动电路组成的LED供电系统是LED工作的必要条件。LED由于节能、环保、容易控制等优点，受到全世界的广泛关注并取得了快速的发展，已成为改变全球照明业格局的新兴光源。

电能给人类带来巨大的发展，然而错综复杂的输电线分布在生活的各个角落，给人们带来极大的不便，因此人类一直有摆脱电线的舒服实现电能无线传输的梦想。非接触电能传输又称无线电力传输，无线电能传输，是指通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量（如电磁场能、激光、微波及机械波等），隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能，实现无线电能传输。非接触供电技术的特点是供电段和用电端无需任何物理上的链接，由于具有设备移动灵活，不受环境影响，免维护等优点。基于电磁感应原理的非接触供电技术，综合利用电力电子技术、磁场耦合技术、大功率高频变换技术，借助现代控制理论和方法，实现了传输电能系统和用电设备的 隔离，使两者之间没有电的直接接触，很好地满足了特种应用场合的需要，提高了电能传输的安全性和可靠性。因此，非接触供电技术是一种安全、可靠、灵活的电能接入新技术。

现有的LED发光标志牌、LED照明产品等，通常采用有线方式供电、充电。因而需要通过接口和导线进行有线方式供电、充电，需要在发光标志牌、照明设备上安装接口及导线，导致设备整体防水、防漏气性能低且不可靠。无法长期使用、安装、储存在恶劣的环境中，如水中、矿井中或者连续潮湿的环境中。

2.国内外研究现状及存在问题

2.1 现有非接触式供电技术

目前非接触式供电技术主要有以下3种方式 :

(1)基于微波辐射的传输方式:电能被转化为微波,通过天线发射和接收。该方案适合电能的远程输送,但能量传输不能绕过障碍物,易受大气尘埃等外界环境影响,导致传输效率降低。微波辐射方案传输功率小,并且损失的功率对人体和其他生物将造成一定伤害,因此这种方式在实际应用上尚有很大局限性。

(2)非辐射磁共振耦合方式:利用2个或多个具有相同谐振频率及高品质因数的电磁系统,通过工作于特定频率的电感及电容的强耦合作用产生电磁谐振 ,高频能量产生大比例交换并被负载吸收。该方法可实现在数米范围内无线供电,并且可绕过障碍物高效传输,是新颖且更具潜力的方法,但系统工作频率高达数兆赫兹,极易对周边电子器件造成电磁干扰,同时高频率的电磁波对周边生物体的危害还处在研究中,尚存在争议。

(3)基于分离变压器原理的电磁感应耦合方式:主要利用一次侧线圈与二次侧线圈之间的电磁感应耦合来传输能量,供电体(一次侧线圈)和受电体(二次侧线圈)可等效成一组分离的变压器,当供电体中流过高频电流时,受电体会感应出同频电功率,其传输功率可高达几百千瓦。该技术在3种技术中最为简单,已进入实用化阶段,但一般仅适用于近距离(厘米级)传输。与传统变压器不同,该系统属于一类松耦合电磁感应能量传输系统,主要优势在于供电电源所在一次侧与用电负载所在二次侧没有直接的电气与物理接触,两侧间可以相对运动,提高了电气设备供电的灵活性与安全性;不足之处在于存在较大漏磁,必须设法提高感应线圈间耦合因数,并减小谐波干扰。

2.2 国外非接触供电技术研究和发展情况

在电磁感应耦合方式方面,新西兰奥克兰大学(Auckland University,New Zealand)John T.Boys教授领导的研发小组于20世纪90年代率先开展研究,理论研究和工程实践成效显著,形成了完整的理论体系和技术体系,研究成果已成功应用于有轨电车、运料车、生物体内植入式器件等设备的供电系统。

庞巴迪公司(BOMBARDIER)的Primove系统于2010年5月在德国奥格斯堡首次