CN106500015A - 一种按需照明的led节能路灯及其控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的按需照明的LED节能路灯，其主要在光电模组散热板朝向灯壳内侧一面设有控制驱动电路装置，控制驱动电路装置输入端与市电电连接，其输出端与光电模组散热板另一面设有LED发光模组电连接，LED发光模组包括LED灯板，LED灯板设有LED芯片和透光罩，LED发光模组前端设有无线感应传感器，控制驱动电路装置包括单片机，控制单片机启动与关闭的光控电路，无线感应传感器与单片机电连接并用于控制LED恒流驱动电路输出的电流。本发明还公开了上述LED节能路灯的控制电路。本发明实现路灯在夜晚环境下发出微亮的光源，减缓对人体的眼睛对路灯的光源突然亮和突然灭的瞬间不适的体感问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种灯具，特别是涉及一种按需照明的LED节能路灯及其控制电路。
背景技术
LED是由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）、硅（Si）等化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，相比于常规的白炽灯和日光灯管，LED灯照明最主要优点是环保、节能、寿命长等优点，同样的亮度下，LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的十分之一，而寿命却可延长近一百倍，而且可以提供数十甚至一百小时以上的持续照明，因此，LED照明大量替换了城市原来使用白炽灯、节能灯或日光灯管作为照明的环保灯具。
有数据统计，城市路灯照明***每年的耗电量大约为850亿千瓦时，对环境造成很大的压力，能耗巨大。如果路灯亮一整夜，则能源利用率低，如果路灯只亮上半夜而下半夜不亮，行车安行性不够，并且深夜时非主干道、校园、住宅路段车流量和人流量较少，路灯常亮会浪费大量电能，也会造成光污染。日前，针对我国的道路照明***，产要有“全夜灯”和“半夜灯”这两种方式，就全夜灯而言，在车辆并不繁忙的路段，尤其到了下半夜时段，车辆及行人都很少，导致路灯的利用率很低，致使严重浪费资源的现像，有的城市采用半夜灯控制方式实现节能，但势必因道路照明不足而造成交通事故，换言之这种工作方式是以降低道路交通安全性为代价的，应尽量避免。
因此，就有发明人发明一种感应式智能LED路灯，中国申请号201410402543公开了一种感应式智能LED路灯，所述LED路灯包含有智能控制电路和LED灯组，所述智能控制电路包括红外感应器、微处理器和LED驱动模块，所述红外感应器与微处理电器相连，所述微处理器与LED驱动模块相连，所述LED驱动模块驱动LED灯组，所述LED灯组由多个LED灯串联构成，所述LED灯安装于基板上。
综上所述，不管是采用“全夜灯”或“半夜灯”控制方式，都不科学，采用全夜灯控制方式易造成大量浪费资源；采用半夜易造成交通事故或引致人身安全问题，如在漆黑的下半夜，行人遭遇抢劫、陷入路坑或碰撞故障物等，而常规LED路灯的灯罩是平面的，LED发光模组发出的光线穿透平面灯罩，使光线直射路面，照射环境范围狭小。
而另一方面，虽然采用较为智能的感应式控制LED路灯（CN201410402543），但该专利的LED灯是采用串联方式连接，当一个LED灯坏了，其它的LED灯将不亮。
上述的路灯不管是“全夜灯”或“半夜灯”控制方式，或者是感应式控制路灯，这些控制方式都是要么即亮，要么即灭，当LED路灯在夜晚使用时候，当LED路灯不亮时，使得LED路灯周围所处的环境非常漆黑，当人体走微波感应电流控制区域内，LED灯瞬间全亮，照射人体的眼睛，给人体眼睛带来不适，当LED灯由全亮转为不亮时，同样的给人体的眼睛带来不适。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种按需照明的LED节能路灯及其控制电路。
本发明是通过以下方式实现的，一种按需照明的LED节能路灯，包括灯壳和盖合所述灯壳的灯罩，其特征在于：所述灯壳内侧边缘设有至少三个以上安装光电模组散热板的支撑片，所述光电模组散热板周边设有适配于所述支撑板固定的安装孔，所述光电模组散热板朝向所述灯壳内侧一面设有控制驱动电路装置，所述控制驱动电路装置输入端与市电电连接，控制驱动电路的输出端与所述光电模组散热板另一面设有LED发光模组电连接，所述LED发光模组包括LED灯板，所述LED灯板设有若干个有序分布的LED芯片和适配盖合所述LED灯板并与光电模组散热板固定的透光罩，所述透光罩是由若干个对应适配每个LED芯片的透明凸透体组成的单一结构件，所述LED发光模组前端设有无线感应传感器，所述控制驱动电路装置包括单片机，控制所述单片机启动与关闭的光控电路，所述无线感应传感器与所述单片机电连接并用于控制LED恒流驱动电路输出的电流。
进一步地，所述灯罩的底部内侧面为带有凹透镜结构体的透明灯罩；目的在于使LED发光模组所产生的光线穿透带有内凹面的透明灯罩，使光线发散，有利于扩大照明环境。
进一步地，所述LED灯板为方形。
进一步地，所述LED芯片是SMD灯珠。
同时，本发明公开了一种用于按需照明的LED节能路灯的控制电路，其特征在于包括整流滤波电路和控制模块，其中所述控制模块并联于所述整流滤波电路，所述控制模块包括为无线感应传感器、LED发光模组、单片机、光控电路和LED恒流驱动电路提供低压稳压电源的电路装置。
所述LED恒流驱动电路根据所述单片机的输出信号控制所述LED恒流驱动电路的输出电流，继而所述LED恒流驱动电路的输出电流控制所述LED发光模组的亮度，具体来讲是控制LED芯片的亮度。
所述光控电路用于控制所述单片机的启动与关闭，所述光控电路与单片机（7）的光控信号接收端电连接，当所述光控电路启动时，所述光控电路的输出信号C端输出高电平控制所述单片机，所述单片机的A脚输出很小占空比信号控制所述LED恒流驱动电路输出很小的电流，从而使所述LED发光模组微亮，具体来讲是控制LED芯片微亮。
述无线感应传感器与单片机的无线信号感应输入端电连接，当有人体或车输路过所述无线感应传感器的感应区域，所述无线感应传感器向单片机的无线信号接收端输出高电平，所述单片机的占空比信号输出脚输出最大占空比信号控制所述LED恒流驱动电路输出最大的电流，从而使所述LED发光模组全亮，具体来讲是控制LED芯片全亮。
本发明所述的一种按需照明的LED节能路灯及其控制电路，具有以下优点。
（1）、利用本发明的按需照明的LED节能路灯及其控制电路实现了按需照明的LED节能路灯在夜晚环境下发出微亮的光源，解决了现有技术中的感应式智能LED路灯的控制方式，即瞬间全亮和瞬间不亮，有效减缓对人体的眼睛对路灯的光源突然亮和突然灭的瞬间不适的体感问题，有了微亮工作状态，当人体、车辆路过感应区域时，在按需照明的LED节能路灯及其控制电路的控制下全亮，因为有了微亮工作状态，所以感觉不会突然变亮，不会对手人体的眼睛产生不适，当人体离开感应区域后一段时间，按需照明的LED节能路灯恢复到微亮工作状态，并且这种微亮的工作状态不会对环境造成光污染。
（2）、利用本发明的按需照明的LED节能路灯中的带有凹透镜结构体的透明灯罩和具有若干个对应适配每个LED芯片的透明凸透体组成的透光罩，根据凸透镜起到将光线聚合、凹透镜起到将光线发散原理，LED发光模组中的LED芯片所发出的光线先穿透盖合LED灯板的透光罩，当光线穿透由透明凸透体组成的透光罩时，所述光线被聚合在一起，使LED芯片发光效果更亮，此时，这些光线再穿透带有凹透镜结构件的灯罩时，光线被发散照射，比现有技术的LED路要所照射的照明范围要大、更亮，增大了利用LED光源的利用率，在同一需求照明范围，使用安装本发明的按需照明的LED节能路灯的数量远小于现有技术LED路灯的数量，大量减小城市投入建设路灯照明的硬件费用，进一步减小耗电，降低电资源使用浪费。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1分解结构示意图。
图3为灯罩剖面示意图（灯罩内的凹透镜结构示意图）。
图4为本发明透光罩结构示意图。
图5为透光罩剖面示意图。
图6为光线经凹透镜将光线被分散的原理示意图。
图7为光线经凸透镜将被光线聚的原理示意图。
图8为本发明控制电路原理图。
图中：灯壳1、灯罩2、光电模组散热板3、控制驱动电路装置4、LED发光模组5、无线感应传感器6、单片机7、光控电路8、LED恒流驱动电路9、整流滤波电路10、控制模块11、低压稳压电源的电路装置12、飞机插13、凹透镜结构体21、安装孔31、LED灯板51、LED芯片52、透光罩53、透明凸透体54、支撑板111。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种按需照明的LED节能路灯，包括灯壳1和盖合所述灯壳1的灯罩2，所述灯罩2的底部内侧面为带有凹透镜结构体21的透明灯罩；目的在于使LED发光模组中的LED芯片所产生的光线穿透内侧面为带有凹透镜结构体21的透明灯罩，如图6所示，根据凹透镜光学原理，LED芯片发出的光线穿透凹透镜将光线发散，有利于扩大照明环境效果。
所述灯壳1内侧边缘设有至少三个以上安装光电模组散热板3的支撑片111，本实施例中，所述灯壳1内侧边缘设有四个对称安装光电模组散热板3的支撑片111，所述光电模组散热板3周边设有适配于所述支撑板111固定的安装孔31，所述光电模组散热板3朝向所述灯壳1内侧一面设有控制驱动电路装置4，所述控制驱动电路装置4输入端与市电电连接，其输出端与所述光电模组散热板3另一面设有LED发光模组5电连接，所述LED发光模组5包括LED灯板51，所述LED灯板51为方形状，当然，对于本技术领域人员而言，所述LED灯板52不仅限于方形状，其还可以是适配于所述灯壳1内的容腔的任何形状体，如椭圆形、U形等，所述LED灯板51设有若干个有序分布的LED芯片52和适配盖合所述LED灯板51并与光电模组散热板3固定的透光罩53，所述LED芯片52选用市场上常用的SMD灯珠，所述透光罩53是由若干个对应适配每个LED芯片52的透明凸透体54组成的单一结构件，其目的是利用凸透镜光学原理，当LED芯片52发光时，如图7所示，光线穿透凸透镜将被聚合，有利于LED芯片发光效果更亮，所述LED发光模组5前端设有无线感应传感器6，当有行人或车辆路过所述无线感应传感器6感应区域内，所述无线感应传感器6向所述控制驱动电路装置4输入信号，从而控制所述LED芯片52工作状态。
在本实施例中，将所述光电模组散热板3通过螺栓固定在所述灯壳1的支撑板111上，将四个飞机插13（是一种塑料件，一体注塑成形的卡扣件）***所述光电模组散热板3相应的圆孔内，然后将所述LED灯板52上的圆孔对应四个飞机插顶部，用力将LED灯板51卡进飞机插13内，最后将所述透光罩53固定在所述光电模组散热板3上，继而将灯罩2盖合在所述灯壳1上并将其固定。
所述控制驱动电路装置4包括单片机7，控制所述单片7机启动与关闭的光控电路8，所述无线感应传感器6与所述单片机7电连接并用于控制LED恒流驱动电路9输出的电流，所述LED恒流驱动电路9根据所述单片机7的输出信号控制所述LED恒流驱动电路9的输出电流，继而所述LED恒流驱动电路9的输出电流控制所述LED芯片52的亮度。
根据光控电路8的工作原理，在白天时，所述光控电路8给出一个低电平，使所述单片机7处于关闭状态，不论灯下有没有行人或车辆路过，单片机7无输出控制LED恒流驱动电路9的信号，所述LED恒流驱动电路8不工作，从而使LED芯片52不亮；当夜晚来临的时候，所述光控电路8输出一个高电平，所述单片机7输出很小的占空比信号来控制LED恒流驱动电路9，所述LED恒流驱动电路9就输出很小的电流来控制LED芯片52，使所述LED芯片52微亮。
所述无线感应传感器6与所述单片机7电连接，所述无线感应传感器6为市场上销售的，其具体的设计原理及工作原理在本说明书里不再赘述，当所述无线感应传感器6感测到有人或车辆体路过感应区域时，所述无线感应传感器6向单片机7的无线信号接收端D输出高电平，所述单片机7的A脚输出最大占空比信号控制所述LED恒流驱动电路9输出最大的电流，从而使所述LED芯片52全亮，延时工作一段时间后，LED灯恢复微亮状态，依此工作原理，按需照明的LED节能路灯在白天不亮，在夜晚时根据无线感应传感器6的工作而反复从微亮到全亮，然后从全亮到微亮的工作状态。
本发明还公开了一种按需照明的LED节能路灯的控制电路，其特征在于包括整流滤波电路10和控制模块11，其中所述控制模块11并联于所述整流滤波电路10，所述控制模块11包括为无线感应传感器6、LED发光模组5、单片机7、光控电路8和LED恒流驱动电路9提供低压稳压电源的电路装置12。
所述LED恒流驱动电路9根据所述单片机7的输出信号控制所述LED恒流驱动电路9的输出电流，通过所述LED恒流驱动电路9的输出电流控制所述LED芯片52的亮度。
所述光控电路8用于控制所述单片机7的启动与关闭，所述光控电路8与单片机7的光控信号接收端C电连接，当所述光控电路8启动时，所述光控电路8的输出信号C端输出高电平控制所述单片机7，所述占空比信号输出脚A输出很小占空比信号控制所述LED恒流驱动电路9输出很小的电流，从而使所述LED芯片52微亮。
述无线感应传感器6与单片机7的无线信号感应输入端D电连接，当有行人或车辆路过所述无线感应传感器6的感应区域，所述无线感应传感器6向单片机7的无线信号接收端D输出高电平，所述单片机7的占空比信号输出脚A输出最大占空比信号来控制所述LED恒流驱动电路9输出最大的电流，从而使所述LED芯片52全亮。
综上可知，利用本发明中的按需照明的LED节能路灯及其控制电路来实现夜晚照明，解决了现有技术感应式智能LED路灯的控制方式，即瞬间全亮和瞬间不亮，有效减缓对人体的眼睛对路灯的光源突然亮和突然灭的瞬间不适用问题，有了微亮工作状态，会感觉夜晚中路灯周围不会黑暗，并且维持这个亮度只要很小工作功率，很省电；当行人或车辆路过感应区域时，按需照明的LED节能路灯在其控制电路的控制下全亮，行人或车辆离开后，延时一段时间又恢复微亮工作状态，当天亮时，由于光敏电路的作用下，按需照明的LED节能路灯进入全熄灭状态。
通过本发明按需照明的LED节能路灯的结构设计，如将灯罩2底部的内侧面创新设计带有凹透镜结构件21的透明灯罩和具有若干个对应适配每个LED芯片52的透明凸透体54组成的透光罩53，根据凸透镜起到将光线聚合、凹透镜起到将光线发散原理，LED发光模组5中的LED芯片52所发出的光线先穿透盖合LED灯板51的透光罩53，当光线穿透透明凸透体（54）组成的透光罩53时，所述光线被聚合在一起，使LED芯片52发光效果更亮，此时，这些光线再穿透带有凹透镜结构件21的灯罩2时，光线被发散照射，比现有技术的LED路要所照射的照明范围要大、更亮，增大了利用LED光源的利用率，在同一需求照明范围，使用安装本发明的按需照明的LED节能路灯的数量远小于现有技术LED路灯的数量，大量减小城市投入建设路灯照明的硬件费用，进一步减小耗电，降低电资源使用浪费。
Claims (5)
1.一种按需照明的LED节能路灯，包括灯壳（1）和盖合所述灯壳（1）的灯罩（2），其特征在于：所述灯壳（1）内侧边缘设有至少三个以上安装光电模组散热板（3）的支撑片（111），所述光电模组散热板（3）周边设有适配于所述支撑板（111）的安装孔（31），所述光电模组散热板（3）朝向所述灯壳（1）内侧一面设有控制驱动电路装置（4），所述控制驱动电路装置（4）输入端与市电电连接，控制驱动电路装置（4）的输出端与所述光电模组散热板（3）另一面设有LED发光模组（5）电连接，所述LED发光模组（5）包括LED灯板（51），所述LED灯板（51）设有若干个有序分布的LED芯片（52）和适配盖合所述LED灯板（51）并与光电模组散热板（3）固定的透光罩（53），所述透光罩（53）是由若干个对应适配每个LED芯片（52）的透明凸透体（54）组成的单一结构件，所述LED发光模组（5）前端设有无线感应传感器（6），所述控制驱动电路装置（4）包括单片机（7），控制所述单片机（7）启动与关闭的光控电路（8），所述无线感应传感器（6）与所述单片机（7）电连接并用于控制LED恒流驱动电路（9）输出的电流。
2.根据权利要求1所述的按需照明的LED节能路灯，其特征在于：所述灯罩（2）的底部内侧面为带有凹透镜结构体（21）的透明灯罩。
3.（平行于凹透镜主轴的光线将被发散，使LED灯照射范围更文，比普通的LED路灯照射范围要大）
根据权利要求2所述的按需照明的LED节能路灯，其特征在于：所述LED灯板（51）为方形。
4.根据权利要求3所述的按需照明的LED节能路灯，其特征在于：所述LED芯片（52）是SMD灯珠。
5.一种用于权利要求1至4任一项所述的按需照明的LED节能路灯的控制电路，其特征在于：包括整流滤波电路（10）和控制模块（11），其中所述控制模块（11）并联于所述整流滤波电路（10），所述控制模块（11）包括为无线感应传感器（6）、LED发光模组（5）、单片机（7）、光控电路（8）和LED恒流驱动电路（9）提供低压稳压电源的电路装置（12）；
所述LED恒流驱动电路（9）根据所述单片机（7）的输出信号控制所述LED恒流驱动电路（9）的输出电流，继而所述LED恒流驱动电路（9）的输出电流控制所述LED发光模组（5）的亮度，具体来讲是控制LED芯片（52）的亮度；
所述光控电路（8）用于控制所述单片机（7）的启动与关闭，所述光控电路（8）与单片机（7）的光控信号接收端（C）电连接，当所述光控电路（8）启动时，所述光控电路（8）的输出信号C端输出高电平控制所述单片机（7），所述单片机（7）的占空比信号输出脚（A）输出很小占空比信号控制所述LED恒流驱动电路（9）输出很小的电流，从而使所述LED发光模组（5）微亮，具体来讲是控制LED芯片（52）微亮；
所述无线感应传感器（6）与单片机（7）的无线信号感应输入端（D）电连接，当有人体或车输路过所述无线感应传感器（6）的感应区域，所述无线感应传感器（6）向单片机（7）的无线信号接收端（D）输出高电平，所述单片机（7）的占空比信号输出脚（A）输出最大占空比信号控制所述LED恒流驱动电路（9）输出最大的电流，从而使所述LED发光模组（5）全亮，具体来讲是控制LED芯片（52）全亮。
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