CN108006540B - 智能led路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能LED路灯，该结构包括：LED光源(1)、灯罩(2)、上盖板(3)、灯杆(4)、传感器(5)以及控制器(6)；其中，所述LED光源(1)固接于所述上盖板(3)的底面，所述灯罩(2)设置于所述LED光源(1)的发光面一侧，所述上盖板(3)固接于所述灯杆(4)顶端，所述控制器(6)设置于所述灯杆(4)内，所述传感器(5)设置于所述灯杆(4)上。本发明提供的智能LED路灯可以根据外部环境的信息改变光照强度，且其透光率高、散热效果好，结构简单。
Description
技术领域
本发明属于LED发光技术领域，特别涉及一种智能LED路灯。
背景技术
道路照明是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯360度发光，高压钠灯光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是所急需解决的问题。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的智能LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。
另一方面，路灯主要应用于城市慢车道、窄车道、居民小区、旅游景区、公园、广场等公共场所的室外照明，能够延长人们的户外活动时间，提高财产的安全，现有公共照明的路灯，一般是由路灯管理机构在设定的时间段内直接打开，但由于自然条件的随机性，每天的固定时间段内光照强度不一定相同，而目前的路灯并不存在光照强度调节结构，这样导致在光线较强的条件下与光线较弱的条件下，路灯照射强度均相同，造成大量的电能浪费，不符合我国节能减排的基本国策。
目前，智能LED路灯已经广泛地应用于道路照明，然而，散热问题仍很突出，灯具的散热效果直接影响LED发光体的使用寿命；同时，长时间的固定强度发光，不仅会造成能源的浪费，也会造成智能LED路灯发热影响其使用寿命。
因此，制造一种散热效果更好且出光强度可调的智能LED路灯变的尤为重要。
发明内容
为了提高智能LED路灯的工作性能，本发明提供了一种智能LED路灯；本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明的实施例提供了一种智能LED路灯，包括：LED光源1、灯罩2、上盖板3、灯杆4、传感器5以及控制器6；其中，所述LED光源1固接于所述上盖板3的底面，所述灯罩2设置于所述LED光源1的发光面一侧，所述上盖板3固接于所述灯杆4顶端，所述控制器6设置于所述灯杆4内，所述传感器5设置于所述灯杆4上。
在本发明的一个实施例中，所述LED光源1上设置有一个以上的大功率LED灯11。
在本发明的一个实施例中，所述LED灯11由下往上依次包括：散热基板111、LED芯片112、第一透镜层113、第一硅胶层114、第二透镜层115和第二硅胶层116；其中，所述第一透镜层113和所述第一硅胶层114不含荧光粉；所述第二透镜层115和所述第二硅胶层116均含有荧光粉。
在本发明的一个实施例中，所述LED芯片112为蓝光LED芯片，所述荧光粉为黄色荧光粉。
在本发明的一个实施例中，所述第一硅胶层114的折射率小于所述第二硅胶层116和所述第一透镜层113的折射率，所述第二透镜层115的折射率大于所述第一硅胶层114和所述第二硅胶层116的折射率。
在本发明的一个实施例中，所述传感器5包括：声音传感器51、红外传感器52和光强传感器53。
在本发明的一个实施例中，还包括设置于所述灯杆4内的驱动电路7；其中，所述驱动电路7电连接所述LED光源1。
在本发明的一个实施例中，所述控制器6电连接所述传感器5和所述驱动电路7。
在本发明的一个实施例中，所述上盖板3与所述灯杆4采用螺纹连接。
在本发明的一个实施例中，所述灯杆4为中空的金属灯杆；其中，所述灯杆4设置有让导线通过的孔及留有安装和维修用的检查口8。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的智能LED路灯的发光效率高、散热效果好，结构简单。
2、本发明提供的智能LED路灯可以检测光线强度，根据检测到的光线强度然后通过其内部的控制单元完成对部分LED灯的开启与关闭，实现LED路灯的不同照明亮度的智能切换；同时，还可以通过声音和红外线方式对人流和车流进行检测，再通过其内部的控制单元完成对部分LED灯的开启与关闭，在节能的同时大大延长了智能LED路灯的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
图1为本发明实施例提供的一种智能LED路灯的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种LED光源的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种智能LED路灯的工作原理示意图；
图4为本发明实施例提供的一种LED灯的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种散热基板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种LED灯的制作方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种智能LED路灯的结构示意图，包括：LED光源1、灯罩2、上盖板3、灯杆4、传感器5以及控制器6；其中，所述LED光源1固接于所述上盖板3的底面，所述灯罩2设置于所述LED光源1的发光面一侧，所述上盖板3固接于所述灯杆4顶端，所述控制器6设置于所述灯杆4内，所述传感器5设置于所述灯杆4上。
具体地，请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种LED光源的结构示意图，所述发光源1上设置有一个以上的大功率LED灯11。
优选地，所述传感器5包括：声音传感器51、红外传感器52和光强传感器53。
优选地，还包括设置于所述灯杆4内的驱动电路7；其中，所述驱动电路7电连接所述LED光源1。
进一步地，所述控制器6电连接所述传感器5和所述驱动电路7。
优选地，请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种智能LED路灯的工作原理示意图，其中，声音传感器51、红外传感器52和光强传感器53将光照强度、人流量和车流量等外部信息反馈给控制器6，控制器6根据外部信息生成控制指令，驱动电路7根据控制指令驱动LED光源发光或者部分发光。
具体地，所述上盖板3与所述灯杆4采用螺纹连接。
优选地，所述灯杆4为中空的金属灯杆；其中，所述灯杆4设置有让导线通过的孔及留有安装和维修用的检查口8。
本实施例提供的智能LED路灯可以通过检测光线强度，并根据检测到的光线强度然后通过其内部的控制单元完成对部分LED灯的开启与关闭，实现LED路灯的不同照明亮度的智能切换；同时，还可以通过声音和红外线方式对人流和车流进行检测，再通过其内部的控制单元完成对部分LED灯的开启与关闭，解决了现有路灯发光时间和发光强度不能根据外界环境的变化智能调节的情况，在节能的同时大大延长了智能LED路灯的使用寿命。
实施例二
本实施例在上述实施例的基础上，对本发明的LED灯11结构进行详细描述如下。
在上述实施例中，LED灯会根据外部环境的光线强度以及人流量等选择部分LED灯开启与关闭，为了能在LED灯部分关闭时提供足够的光照强度，需要提供一种新型高透光的大功率LED灯。
具体地，请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种LED灯的结构示意图，所述LED灯11由下往上依次包括：散热基板111、LED芯片112、第一透镜层113、第一硅胶层114、第二透镜层115和第二硅胶层116；其中，所述第一透镜层113和所述第一硅胶层114不含荧光粉；所述第二透镜层115和所述第二硅胶层116均含有荧光粉。
其中，所述第一透镜层113和所述第一硅胶层114不含荧光粉使荧光粉与LED芯片分离，解决了高温引起的荧光粉的量子效率下降的问题；同时，与LED芯片接触的所述第一透镜层113和所述第一硅胶层114为耐高温的硅胶，解决了硅胶老化发黄引起的透光率下降的问题。
优选地，所述LED芯片112为蓝光LED芯片，所述荧光粉为黄色荧光粉。
优选地，所述第一硅胶层114的折射率小于所述第二硅胶层116和所述第一透镜层113的折射率，所述第二透镜层115的折射率大于所述第一硅胶层114和所述第二硅胶层116的折射率。
优选地，第一透镜层113和第二透镜层115均采用聚碳酸脂或聚甲基丙烯酸甲脂或玻璃等材料；第一硅胶层114可以采用改性环氧树脂或有机硅材料等；第二硅胶层116优选采用甲基折光率为1.41的硅橡胶、苯基高折射率(例如1.54)的有机硅橡胶等。
其中，LED灯采用第一透镜层、第一硅胶层、第二透镜层及第二硅胶层的多层结构；利用多层结构中不同种类硅胶折射率不同的特点，在硅胶中形成透镜，改善LED芯片发光分散的问题，使光源发出的光能够更加集中；同时，可以保证LED芯片的能够更多的透过封装材料照射出去。
具体地，第一透镜层113可以看作为“平凸镜”，其焦距优选为满足公式(1)：
R1/(n2-n1)；------------(1)
其中，n1为第一硅胶层114中硅胶的折射率，n2为形成第一透镜层113的硅胶材料的折射率，R1为第一透镜层113中硅胶球的半径；
第二透镜层115焦距优选为满足公式(2)：
R2/(n4-n3)；------------(2)
其中，n3为第二硅胶层116中硅胶的折射率，n4为形成第二透镜层115的硅胶材料的折射率，R2为第二透镜层115中硅胶球的半径。这样才能很好地保证LED的出光率最高。
另外，通过实验证明，出光率最优的LED的其他参数还包括：
第一硅胶层114的厚度H1应满足公式(3)：
R1/2+2×R1/(n2-n1)≥H1≥R1/2；----------------(3)
其中，H1为第一硅胶层114的厚度；
第二硅胶层116的厚度应满足公式(4)：
R2/2+2×R2/(n4-n3)≥H2≥R2/2；----------------(4)
其中，H2为第二硅胶层116的厚度。当然，第一硅胶层114和第二硅胶层116的厚度也不能太厚，太厚也会影响其出光率。
优选地，R1＝R2＝R，且R优选为5μm～100μm，且球间距A优选为5μm～100μm。
具体地，请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种散热基板的结构示意图，所述散热基板111设置有若干圆槽的铝材料散热基板；其中，所述圆槽沿所述散热基板111宽度方向且与所述散热基板111平面平行。
其中，散热基板上采用具有圆槽的厚铝材料散热基板，解决了由于金属散热基板较薄、热容较小，而且容易变形，导致其与散热片底面接触不够紧密而影响散热效果的问题；采用厚铝材基板热容大，导热效果好；厚铝材基板，不容易变形，与散热装置接触紧密，散热效果好；同时，采用圆槽的方式，在强度几乎没有变化的同时，降低了铝材成本；采用圆槽的方式，增加空气流通的通道，利用空气的热对流，增加了散热效果。
优选地，所述第一透镜层113和所述第二透镜层115包括若干个呈矩形或菱形均匀分布的硅胶半球。
其中，硅胶半球呈矩形均匀排列或者菱形排列，可以保证光源的光线在集中区均匀分布。
实施例三
本实施例在上述实施例的基础上，对本发明的LED灯制作方法进行详细描述如下。
具体地，请参照图6，图6为本发明实施例提供的一种LED灯的制作方法流程图，包括如下步骤：
S101、选取LED芯片；
S102、选取散热基板和支架；
S103、将所述LED芯片焊接于所述散热基板；
S104、在所述LED芯片上依次交叉制备多个透镜区和硅胶层；
S105、在100-150℃温度下，烘烤4-12小时以完成所述LED封装。
其中，在多个透镜区和硅胶层的多层结构中硅胶层的折射率依次增加，可以有效抑制光线的全反射，透镜层的折射率大于其相邻硅胶层的折射率，可以保证LED芯片的能够更多的透过封装材料照射出去。
具体地，所述LED芯片为蓝光LED芯片。
具体地，步骤S102可以包括：
S1021、选取支架和散热基板；
S1022、清洗所述支架和所述散热基板；
S1023、将所述支架和所述散热基板烘烤干。
优选地，所述散热基板采用带有圆槽的铁材料；
其中，采用圆槽的方式，在强度几乎没有变化的同时，降低了散热基板成本；同时增加空气流通的通道，利用烟囱效应提升空气的热对流速率，增加了散热效果。
具体地，步骤S103可以包括：
S1031、印刷焊料并检验所述焊料的固晶：
S1032、采用回流焊接工艺，将所述LED芯片焊接于所述散热基板，并将所述散热基板安装于所述支架。
具体地，步骤S104可以包括：
S1041、在所述LED芯片上制备第一透镜层；
S1042、在所述第一透镜层上涂敷第一硅胶形成第一硅胶层；
S1043、在所述第一硅胶层上制备第二透镜层；
S1044、在所述第二透镜层上涂敷第二硅胶形成第二硅胶层。
优选地，所述第一透镜层不含荧光粉，所述第一硅胶层、所述第二透镜层和所述第二硅胶层均含有黄色荧光粉。
优选地，步骤S1041可以包括：
S10411、在所述LED芯片上涂敷第三硅胶；
S10412、利用半球形模具在所述第三硅胶上制备若干第一半球形透镜；
S10413、带模具烘烤后去掉模具形成所述第一透镜层。
优选地，步骤S1042可以包括：
S10421、在所述第一透镜层上涂敷所述第一硅胶；
S10422、烘烤后形成所述第一硅胶层；
进一步地，步骤S1043可以包括：
S10431、在所述LED芯片上涂敷第四硅胶；
S10432、利用半球形模具在所述第四硅胶上制备若干第二半球形透镜；
S10433、带模具烘烤后去掉模具形成所述第二透镜层具。
优选地，当所述第二硅胶层为LED封装结构的最外层时，步骤S1044可以包括：
S10441、在所述第二透镜层上涂敷所述第二硅胶；
S10442、采用半球形模具在所述第二硅胶上形成外层半球；
S10443、带模具烘烤后去掉模具形成所述第二硅胶层。
具体地，步骤S105之后还包括：对所述LED封装结构进行检测包装。
综上所述，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。
Claims (7)
1.一种智能LED路灯，其特征在于，包括：LED光源(1)、灯罩(2)、上盖板(3)、灯杆(4)、传感器(5)以及控制器(6)；其中，所述LED光源(1)固接于所述上盖板(3)的底面，所述灯罩(2)设置于所述LED光源(1)的发光面一侧，所述上盖板(3)固接于所述灯杆(4)顶端，所述控制器(6)设置于所述灯杆(4)内，所述传感器(5)设置于所述灯杆(4)上；其中，
所述LED光源(1)上设置有一个以上的大功率LED灯(11)；
所述LED灯(11)由下往上依次包括：散热基板(111)、LED芯片(112)、第一透镜层(113)、第一硅胶层(114)、第二透镜层(115)和第二硅胶层(116)；其中，所述第一透镜层(113)和所述第一硅胶层(114)不含荧光粉；所述第二透镜层(115)和所述第二硅胶层(116)均含有荧光粉；所述第一透镜层(113)和所述第一硅胶层(114)为耐高温的硅胶；所述第一透镜层(113)和所述第二透镜层(114)包括若干个呈矩形或菱形均匀分布的硅胶半球，且所述硅胶半球的半径为5μm～100μm，所述硅胶半球的间距为5μm～100μm；
所述第一硅胶层(114)的折射率小于所述第二硅胶层(116)和所述第一透镜层(113)的折射率，所述第二透镜层(115)的折射率大于所述第一硅胶层(114)和所述第二硅胶层(116)的折射率；
所述第一透镜层(113)的焦距为R1/(n2-n1)；其中，n1为第一硅胶层(114)中硅胶的折射率，n2为形成第一透镜层(113)的硅胶材料的折射率，R1为第一透镜层(113)中硅胶球的半径；
所述第二透镜层(115)的焦距为R2/(n4-n3)；其中，n3为第二硅胶层(116)中硅胶的折射率，n4为形成第二透镜层(115)的硅胶材料的折射率，R2为第二透镜层(115)中硅胶球的半径；
所述第一硅胶层(114)的厚度H1为R1/2+2×R1/(n2-n1)≥H1≥R1/2；
所述第二硅胶层(116)的厚度H2为R2/2+2×R2/(n4-n3)≥H2≥R2/2。
2.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，所述LED芯片(112)为蓝光LED芯片，所述荧光粉为黄色荧光粉。
3.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，所述传感器(5)包括：声音传感器(51)、红外传感器(52)和光强传感器(53)。
4.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，还包括设置于所述灯杆(4)内的驱动电路(7)；其中，所述驱动电路(7)电连接所述LED光源(1)。
5.根据权利要求4所述的路灯，其特征在于，所述控制器(6)电连接所述传感器(5)和所述驱动电路(7)。
6.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，所述上盖板(3)与所述灯杆(4)采用螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的路灯，其特征在于，所述灯杆(4)为中空的金属灯杆；其中，所述灯杆(4)设置有让导线通过的孔及留有安装和维修用的检查口(8)。
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