CN105953165A - 一种户外用太阳能应急照明led灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种户外用太阳能应急照明LED灯，包括灯体及与灯体活动连接的支架，灯体包括光源、太阳能充电组件及控制器，太阳能充电组件与控制器电连，控制器与光源电连；控制器包括：太阳能电池能量存储模块、DSC数字控制器模块、LED控制模块及LED驱动模块，太阳能充电组件连接于DSC数字控制器模块及太阳能电池能量存储模块，LED控制模块连接光源的PCD板，太阳能电池能量存储模块及LED驱动模块连接于DSC数字控制器模块，太阳能电池能量存储模块与LED控制模块电连，LED驱动模块与LED控制模块电连。本发明提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，节能环保，同时更加可靠，防止过载，实现了太阳能最大限度的利用以及照明LED灯的最优控制。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种户外用太阳能应急照明LED灯。
背景技术
LED灯凭借其亮度高、能耗低的优点被越来越多的应用于各类灯具上，其中，户外LED是野外工作者夜晚使用的常用工具。
如中国专利CN103216767A公开了一种LED户外灯，包括：主舱，主舱的散热器冲击面上设置有用于安装LED芯片的安装凹槽、防水护圈和防水槽，安装凹槽中安装有LED芯片，防水护圈位于LED芯片的外圈，防水槽位于防水护圈的外圈，防水槽为多条，散热器冲击面上还装设有反光罩，反光罩上装设有玻璃板，主舱的两端还分别设置有散热通风后舱和散热通风前舱，散热通风后舱和散热通风前舱均为PBT复合材料制成。
又如中国专利CNA公开了包括LED灯头和灯架，所述LED灯头包括灯壳和灯罩，所述灯壳中内置有LED灯以及为LED灯供电的锂电池，其特征在于：所述灯壳上设有转轴，所述转轴上缠绕有弹性绳，所述弹性绳的头端从壳体的侧面穿出，所述弹性绳的头端设有环形扣，所述壳体上与弹性绳穿出面相对的侧面上设有能够卡接环形扣的钩子，所述转轴的柱面上设有挡块，所述灯壳上设有能锁止挡块转动的锁止装置，所述灯架包括可伸缩的支杆，所述支杆上端设有可弯曲的柔性管，所述柔性管上端连接固定板，所述LED灯头底部与固定板上端面固连，所述支杆下端设有若干根支脚，所述支脚分别与支杆通过铰链。
上述两个公开专利分别公开了两种LED户外灯，其结构简单，携带方便，但是，当今世界，石油、煤炭、天然气等主要能源正面临资源枯竭的危险，环保、节能已经成为世界范围内各行各业努力追求的目标，LED被称为***照明光源，凭借其节能、环保、寿命长，体积小，响应时间短等特点，已经广泛应用于各种指示、显示、照明等领域。同时，太阳能是一种清洁的绿色能源，两者结合将获得很高的能源利用率、较高的安全性能和可靠性，实现节能、环保、安全、高效的照明***，是十分完美的结合。
目前，大多数的太阳能LED灯具的供电方式是：首先通过太阳能控制器对蓄电池充电(离网型)，或者是并网到市电，然后再由蓄电池或者市电对LED灯具的驱动器进行供电。这种方式不仅会造成***故障点和成本的增加，还造成了中间能量的损失。同时，增加了***的中间环节，使得整个***安装和控制相对繁琐，降低了***的可靠性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种环保节能、控制可靠的一种户外用太阳能应急照明LED灯。
本发明提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，包括灯体及与灯体活动连接的支架，其特征在于，灯体包括光源、太阳能充电组件及控制器，太阳能充电组件与控制器电连，控制器与光源电连；
控制器包括：太阳能电池能量存储模块、DSC数字控制器模块、LED控制模块及LED驱动模块，太阳能充电组件连接于DSC数字控制器模块及太阳能电池能量存储模块，LED控制模块连接光源的PCD板，太阳能电池能量存储模块及LED驱动模块连接于DSC数字控制器模块，太阳能电池能量存储模块与LED控制模块电连，LED驱动模块与LED控制模块电连。
优选的，控制器还包括太阳能电池板电压检测模块、电压转换模块、电压转换驱动模块、充电电压/电流检测电路及光源电流检测模块，太阳能电池板电压检测模块连接于太阳能充电组件与DSC数字控制器模块之间，电压转换模块连接于太阳能充电组件与太阳能电池能量存储模块之间，电压转换驱动模块连接于电压转换模块与DSC数字控制器模块之间，充电电压/电流检测电路连接于太阳能电池能量存储模块与DSC数字控制器模块之间，光源电流检测模块连接于LED控制模块与DSC数字控制器模块之间。
优选的，控制器还包括一LED光源温度传感器及一故障报警器，LED光源温度传感器连接于光源与DSC数字控制器模块之间，故障报警器与DSC数字控制器模块电连。
在一些实施方式中，充电组件为设于光源两侧的太阳能电池板，太阳能电池板包括五层机构，依次为：太阳能面板层、上EVA层、太阳能电池片层、下EVA层及背膜层；
太阳能面板层与上EVA层相邻的一面为含有波峰及波谷的波浪形弧面；
背膜层包括三层结构，分别为：位于外层的耐候层、位于中间层的PET树脂层及位于内层的粘接层，粘接层与太阳能电池板的下EVA层粘接。
在一些实施方式中，耐候层包括以下质量份数的各个组分组成：
在一些实施方式中，粘结层包括以下质量份数的各个组分组成：
在一些实施方式中，阻燃剂为磷酸一铵、磷酸二铵或硼酸。
在一些实施方式中，纳米陶瓷颗粒为氮化硅或碳化硅纳米陶瓷颗粒。
在一些实施方式中，固化剂为对羟基苯磺酸固化剂或异氰酸酯固化剂。
在一些实施方式中，溶剂为二甲苯或丙酮。
本发明提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，采用太阳能电池板将绿色能源太阳能转换为电能，节能环保，同时，采用含有检测电路的控制器，使本发明提供的一种户外太阳能应急照明LED灯更加可靠，防止过载，实现了太阳能最大限度的利用以及照明LED灯的最优控制。
2、本发明提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，太阳能电池板能够有效提高太阳光的吸收率，从而提高太阳能电池板的光伏转换率。
3、本发明提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，提高了太阳能电池板的耐蚀性能、强度及防水性，提高了太阳能电池板的使用寿命。
附图说明
图1为本发明第一种实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯中灯体正面结构示意图；
图2为图1所示的一种户外用太阳能应急照明LED灯中的灯体的背面结构示意图；
图3为本发明第一种实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯中支架的结构示意图；
图4为本发明第一种实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯中控制器的结构框图；
图5为本发明第一种实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯中太阳能电池板的结构示意图。
图6为本发明第二种实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯中控制器的结构框图；
图7为本发明第三种实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯中控制器的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
图1至图5示意性地显示了根据本发明第一种实施方式的一种户外用太阳能应急照明LED灯。
如图1至图3所示，本发明此实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，包括灯体1及与灯体1活动连接的灯架2。
如图1所示，灯体1包括壳体10，壳体10一面为多边形平面101，与多边形平面101相对的一面为弧形面102，多边形平面101与弧形面102中间形成一空腔。如图1所示，作为优选的，在本发明的此实施方式中，多边形平面101为八边形平面，在灯体1宽度及长度一定的前提下，八边形平面与矩形平面相比，减小了面积，因此，减小了灯体1的体积，以便于携带。如图1所示，灯体1包括光源11，光源11位于壳体10内，且位于壳体10的多边形平面101一侧，作为优选的，光源11为安装有LED灯的PCD板，PCE板位于空腔内。如图1所示，壳体10的多边形平面101一侧包括光源安装板及扣接于光源安装板外的弧形透镜灯罩。光源安装板中心位置安装LED灯，如图1所示，作为优选的，在本发明的此实施方式中，光源安装板中间矩形面部分向壳体10中间方向凹陷，形成一个由五面构成的凹槽0111，凹槽0111包括矩形底面及4面梯形面，且4面梯形面与矩形底面倾斜连接，LED灯连接于矩形底面中心位置处，作为进一步优选的，凹槽0111内的矩形底面及4面梯形面表面黏贴反光镜面0112，因此，通过将LED灯设于凹槽0111内，并结合将凹槽0111内表面黏贴一层反光镜面0112，提高了光线的反射力，使LED灯散发的光线集中向壳体10外照射，提高光效，增加亮度。
作为优选的，壳体10内设有太阳能充电组件，作为优选的，太阳能充电组件为太阳能电池板120，如图1所示，在本发明的此实施方式中，太阳能电池板120位于光源11两侧，即太阳能电池板120位于壳体10的多边形平面101两侧梯形面部分。
如图5所示，在本发明的此实施方式中，太阳能电池板120为5层机构，自上至下依次包括：太阳能面板层121、上EVA层122、太阳能电池片层123、下EVA层124及背膜层125。作为优选的，在本发明的此实施方式中，太阳能面板层121与上EVA层122相邻的一面为含有波峰及波谷的波浪形弧面1211，通过太阳能面板层121内表面的波浪形弧面1211，使得太阳光能够集中于一点或者一条线上，以提高光照的强度，同时，结合本发明的弧形透镜灯罩，能够有效提高太阳光的吸收率，从而提高太阳能电池板的光伏转换率。
作为进一步优选的，在本发明的此实施方式中，背膜层125包括三层结构，从下至上依次分别为：位于外层的耐候层、位于中间层的PET树脂层及位于内层的粘接层，其中，粘接层与太阳能电池板120的下EVA层124粘接。
作为优选的，在本发明的此实施方式中，耐候层包括以下质量份数的各个组分组成：环氧改性有机硅树脂37份、聚氨酯树脂24份、聚甲基丙烯酸酯2份、阻燃剂5份、纳米陶瓷颗粒5份、异丁基三乙氧基硅烷8份、石棉纤维1份、固化剂6份、溶剂12份。粘接层包括以下质量份数的各组分组成：聚氨酯树脂40份、纳米陶瓷颗粒20份、聚甲基丙烯酸酯10份、固化剂8份、溶剂22份。
作为进一步优选，耐候层中阻燃剂为磷酸一铵、纳米陶瓷颗粒为氮化硅纳米陶瓷颗粒，固化剂为对羟基苯磺酸固化剂，溶剂为二甲苯；粘接层中，纳米陶瓷颗粒为氮化硅纳米陶瓷颗粒，固化剂为对羟基苯磺酸固化剂，溶剂为二甲苯。
本发明上述结构的太阳能电池板120具有较高温度耐受性，及良好的阻燃性能，而且对于水汽的透过率较低，具有优良的防水性，因此，能够提高太阳能电池板120的耐蚀性能、强度及防水性，提高了太阳能电池板的使用寿命。
另外，如图1所示，太阳能电池板120与光源11之间通过隔挡片1201隔离，隔挡片1201垂直于光源安装板，作为优选的，隔挡片1201面对光源11一面为反光面。
如图1和图4所示，本发明提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯还包括控制器13，控制器13位于壳体10内部空腔内，太阳能充电组件与控制器13电连，控制器13与光源11电连。
如图4所示，控制器13包括太阳能电池能量存储模块131、DSC数字控制器模块132、LED控制模块133及LED驱动模块134，如图4所示，太阳能电池板120连接于DSC数字控制器模块132及太阳能电池能量存储模块131，LED控制模块133连接光源11的PCD板，太阳能电池能量存储模块131及LED驱动模块134连接于DSC数字控制器模块132，太阳能电池能量存储模块131与LED控制模块133电连，LED驱动模块134与LED控制模块133电连。由此，太阳能电池板120将太阳能转换成电能，太阳能电池板120在DSC数字控制器模块132的控制下为太阳能电池能量存储模块131，通过太阳能电池能量存储模块131为DSC数字控制器模块132、LED控制模块133、LED驱动模块134及光源11供电，LED驱动模块134接受DSC数字控制器模块132的命令，对LED控制模块133进行驱动，LED控制模块133将太阳能电池能量存储模块131的电能转换为光源11所需要的电压电流。
如图1和图2所示，壳体10的弧形面102设有散热孔1021，便于PCD板散热，防止因温度过高损坏原件。
如图1和图3所示，壳体10一侧设有卡钩1001，支架2顶端设有与卡钩1001配合的卡扣1002，卡钩1001与卡扣1002配合使用，便于灯体1与灯架2连接使用。
作为优选的，如图1所示，本发明提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯设有手柄3，手柄3位于壳体10上，与卡钩1001相对的一侧，手柄3的设计便于使用者把握灯体1。
实施例2：
本发明第二种实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其结构与实施例1提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯基本相同，其不同之处在于：
如图6所示，本发明此实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，灯体1中的控制器13包括太阳能电池能量存储模块131、DSC数字控制器模块132、LED控制模块133及LED驱动模块134，如图4所示，太阳能电池板120连接于DSC数字控制器模块132及太阳能电池能量存储模块131，LED控制模块133连接光源11的PCD板，太阳能电池能量存储模块131及LED驱动模块134连接于DSC数字控制器模块132，太阳能电池能量存储模块131与LED控制模块133电连，LED驱动模块134与LED控制模块133电连。
作为优选的，还包括太阳能电池板电压检测模块135、电压转换模块136、电压转换驱动模块137、充电电压/电流检测电路138及光源电流检测模块139，如图6所示，太阳能电池板电压检测模块135连接于太阳能电池板120与DSC数字控制器模块132之间，电压转换模块136连接于太阳能电池板120与太阳能电池能量存储模块131之间，电压转换驱动模块137连接于电压转换模块136与DSC数字控制器模块132之间，充电电压/电流检测电路138连接于太阳能电池能量存储模块131与DSC数字控制器模块132之间，光源电流检测模块139连接于LED控制模块133与DSC数字控制器模块132之间。其中，太阳能电池板电压检测模块135实时检测太阳能电池板120的电压，并将检测结果传送给DSC数字控制器模块132；电压转换模块136用于将太阳能电池板120产生的前级电压转换为适合太阳能电池能量存储模块131的后记电压；电压转换驱动模块137接受DSC数字控制器模块132的命令，对电压转换模块136进行驱动，得到适合的后级电压；充电电压/电流检测电路138实时检测充电电压及电流，并将检测的结果发送给DSC数字控制器模块132，光源电流检测模块139实时检测光源11电流，并将检测的结果发送给DSC数字控制器模块132。
太阳能电池板120将太阳能转换成电能，传输给电压转换模块136，充电电压/电流检测电路13将实时检测到的太阳能电压/电流值传送给DSC数字控制器模块132进行运算和处理，DSC数字控制器模块132输出控制命令给电压转换驱动模块137，由电压转换驱动模块137驱动电压转换模块136完成对电压的变换过程，电压转换模块136将合适的电能输送给太阳能电池能量存储模块131进行能量存储；充电电压/电流检测电路138将实时检测的充电电压及电流值返回给DSC数字控制器模块132，实现对太阳能电池能量存储模块131的充电管理；光源电流检测模块139将实时检测到的电流值返回给DSC数字控制器模块132，DSC数字控制器模块132根据光源电流检测模块139实时检测到的电流值，实现对光源的调光功能。
另外，在本发明的此实施方式中，背膜层125包括三层结构，从下至上依次分别为：位于外层的耐候层、位于中间层的PET树脂层及位于内层的粘接层，其中，粘接层与太阳能电池板120的下EVA层124粘接。
作为优选的，在本发明的此实施方式中，耐候层包括以下质量份数的各个组分组成：环氧改性有机硅树脂22份、聚氨酯树脂26份、聚甲基丙烯酸酯2份、阻燃剂8份、纳米陶瓷颗粒8份、异丁基三乙氧基硅烷8份、石棉纤维3份、固化剂8份、溶剂15份。粘接层包括以下质量份数的各组分组成：聚氨酯树脂50份、纳米陶瓷颗粒16份、聚甲基丙烯酸酯8份、固化剂6份、溶剂20份。
作为进一步优选，耐候层中阻燃剂为磷酸二铵、纳米陶瓷颗粒为碳化硅纳米陶瓷颗粒，固化剂为异氰酸酯固化剂，溶剂为丙酮；粘接层中，纳米陶瓷颗粒为碳化硅纳米陶瓷颗粒，固化剂为异氰酸酯固化剂，溶剂为丙酮。
实施例3：
本发明第三种实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其结构与实施例2提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯基本相同，其不同之处在于：
如图7所示，本发明此实施方式提供的一种户外用太阳能应急照明LED灯，灯体1中的控制器13还包括一LED光源温度传感器1310及一故障报警器1312，如图7所示，LED光源温度传感器1310连接于光源11与DSC数字控制器模块132之间，故障报警器1312与DSC数字控制器模块132电连。LED光源温度传感器1310将光源11的温度反馈给DSC数字控制器模块132，当光源11的温度超出预设温度值时，DSC数字控制器模块132控制故障报警器1312报警。
另外，背膜层125包括三层结构，从下至上依次分别为：位于外层的耐候层、位于中间层的PET树脂层及位于内层的粘接层，其中，粘接层与太阳能电池板120的下EVA层124粘接。
作为优选的，在本发明的此实施方式中，耐候层包括以下质量份数的各个组分组成：环氧改性有机硅树脂21份、聚氨酯树脂37份、聚甲基丙烯酸酯2份、阻燃剂5份、纳米陶瓷颗粒5份、异丁基三乙氧基硅烷14份、石棉纤维2份、固化剂6份、溶剂份8份。粘接层包括以下质量份数的各组分组成：聚氨酯树脂65份、纳米陶瓷颗粒6份、聚甲基丙烯酸酯5份、固化剂4份、溶剂20份。
作为进一步优选，耐候层中阻燃剂为硼酸、纳米陶瓷颗粒为氮化硅纳米陶瓷颗粒，固化剂为对羟基苯磺酸固化剂，溶剂为二甲苯；粘接层中，纳米陶瓷颗粒为碳化硅纳米陶瓷颗粒，固化剂为异氰酸酯固化剂，溶剂为丙酮。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种户外用太阳能应急照明LED灯，包括灯体(1)及与所述灯体(1)活动连接的支架(2)，其特征在于，所述灯体(1)包括光源(11)、太阳能充电组件及控制器(13)，所述太阳能充电组件与所述控制器(13)电连，所述控制器(13)与所述光源(11)电连；
所述控制器(13)包括：太阳能电池能量存储模块(131)、DSC数字控制器模块(132)、LED控制模块(133)及LED驱动模块(134)，所述太阳能充电组件连接于所述DSC数字控制器模块(132)及所述太阳能电池能量存储模块(131)，所述LED控制模块(133)连接所述光源(11)的PCD板，所述太阳能电池能量存储模块(131)及所述LED驱动模块(134)连接于所述DSC数字控制器模块(132)，所述太阳能电池能量存储模块(131)与所述LED控制模块(133)电连，所述LED驱动模块(134)与所述LED控制模块(133)电连。
2.根据权利要求1所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述控制器(13)还包括太阳能电池板电压检测模块(135)、电压转换模块(136)、电压转换驱动模块(137)、充电电压/电流检测电路(138)及光源电流检测模块(139)，所述太阳能电池板电压检测模块(135)连接于所述太阳能充电组件与所述DSC数字控制器模块(132)之间，所述电压转换模块(136)连接于所述太阳能充电组件与所述太阳能电池能量存储模块(131)之间，所述电压转换驱动模块(137)连接于所述电压转换模块(136)与所述DSC数字控制器模块(132)之间，所述充电电压/电流检测电路(138)连接于所述太阳能电池能量存储模块(131)与所述DSC数字控制器模块(132)之间，所述光源电流检测模块(139)连接于所述LED控制模块(133)与所述DSC数字控制器模块(132)之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述控制器(13)还包括一LED光源温度传感器(1310)及一故障报警器(1312)，所述LED光源温度传感器(1310)连接于所述光源(11)与所述DSC数字控制器模块(132)之间，所述故障报警器(1312)与所述DSC数字控制器模块(132)电连。
4.根据权利要求1所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述充电组件(12)为设于所述光源(11)两侧的太阳能电池板(120)，所述太阳能电池板(120)包括五层结构，从上到下排布顺序依次为：太阳能面板层(121)、上EVA层(122)、太阳能电池片层(123)、下EVA层(124)及背膜层(125)；
所述太阳能面板层(121)与所述上EVA层(122)相邻的一面为含有波峰及波谷的波浪形弧面(1211)；
所述背膜层(125)包括三层结构，分别为：位于外层的耐候层、位于中间层的PET树脂层及位于内层的粘接层，所述粘接层与所述太阳能电池板(120)的下EVA层(124)粘接。
5.根据权利要求4所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述耐候层包括以下质量份数的各个组分组成：
6.根据权利要求4所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述粘结层(1253)包括以下质量份数的各个组分组成：
7.根据权利要求5所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸一铵、磷酸二铵或硼酸。
8.根据权利要求5或6所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述纳米陶瓷颗粒为氮化硅或碳化硅纳米陶瓷颗粒。
9.根据权利要求5或6所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述固化剂为对羟基苯磺酸固化剂或异氰酸酯固化剂。
10.根据权利要求5或6所述的一种户外用太阳能应急照明LED灯，其特征在于，所述溶剂为二甲苯或丙酮。
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