CN113639216A - 低位照明灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低位照明灯，包括灯体、控制电路、内置电源、主光源、内部反光元件及外部反光元件，控制电路与内置电源及主光源分别连接，控制电路、内置电源、主光源及内部反光元件设于灯体内部，外部反光元件设于灯体外部，灯体上开设有用于连通灯体内部与灯体外部的出光孔；内部反光元件设于主光源的出光方向上，出光孔及外部反光元件设于内部反光元件的出光方向上，主光源射出的光线照射至内部反光元件上，先经内部反光元件反射后穿过出光孔并照射至外部反光元件上，再经外部反光元件反射后倾斜向下照射。本发明采用多个光学元件，利用反射原理以实现主光照明，可有效降低眩光危害，营造更健康、安全、舒适的照明环境。

Description

低位照明灯

技术领域

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种低位照明灯。

背景技术

随着LED技术的发展，人们发现LED是目前最好的照明光源之一，它具有发光亮度高、使用寿命长等优点。

目前，LED作为光源已被广泛应用于照明灯领域，如台灯。但是，现有台灯由于自身配重和线缆原因，占地面积大，不便于移动至不同场景；同时，台灯由于体积大、高度高，光学部分通常会与人的视野有所交集，产生眩光现象，进而会影响用户的视觉。现有技术中，通常在台灯的灯罩上涂抹化学镀层来缓解眩光现象，但是采用化学镀层往往存在容易脱落而导致防眩光易失效的问题。因此，需设计一种新型照明灯以有效降低眩光危害，营造更健康、安全、舒适的照明环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种低位照明灯，可有效降低眩光危害，营造更健康、安全、舒适的照明环境。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种低位照明灯，可实现主光源的有效调控，灵活性强。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低位照明灯，包括灯体、控制电路、内置电源、主光源、内部反光元件及外部反光元件，所述控制电路与所述内置电源及主光源分别连接，所述控制电路、内置电源、主光源及内部反光元件设于所述灯体内部，所述外部反光元件设于所述灯体外部，所述灯体上开设有用于连通所述灯体内部与所述灯体外部的出光孔；所述内部反光元件设于所述主光源的出光方向上，所述出光孔及外部反光元件设于所述内部反光元件的出光方向上，所述主光源射出的光线照射至所述内部反光元件上，先经所述内部反光元件反射后穿过所述出光孔并照射至所述外部反光元件上，再经所述外部反光元件反射后倾斜向下照射。

作为上述方案的改进，所述外部反光元件的出光面沿水平方向向下设置。

作为上述方案的改进，所述内部反光元件的出光面为凹弧面。

作为上述方案的改进，所述主光源射出的光线倾斜向下照射至所述内部反光元件上，先经所述内部反光元件反射后倾斜向上穿过所述出光孔并照射至所述外部反光元件上，再经所述外部反光元件反射后倾斜向下照射以在所述灯体外部形成照射区域。

作为上述方案的改进，所述外部反光元件的水平高度高于所述主光源的水平高度。

作为上述方案的改进，所述外部反光元件及内部反光元件均设于所述主光源的同一侧，以使所述照射区域位于所述灯体的一侧。

作为上述方案的改进，所述灯体的高度为15-30cm。

作为上述方案的改进，所述灯体包括灯座、灯头及连接件，所述灯头通过所述连接件固定于所述灯座上方；所述主光源及内部反光元件设于所述灯座内，所述出光孔设于所述灯座顶部，所述外部反光元件设于所述灯头的底部，所述出光孔与外部反光元件相向设置。

作为上述方案的改进，所述控制电路包括充电电路、充电管理电路、触摸电路及主光源驱动电路；所述充电电路与充电管理电路连接，用于接入外部电源并向所述充电管理电路提供输出电压；所述充电管理电路与内置电源连接，用于根据所述充电电路的输出电压为所述内置电源充电；所述充电电路及内置电源分别与所述主光源驱动电路连接，所述充电电路及内置电源均用于为所述主光源驱动电路供电；所述触摸电路与主光源驱动电路连接，用于采集开关触摸信号并将所述开关触摸信号发送至所述主光源驱动电路；所述主光源驱动电路分别与充电管理电路及主光源连接，用于采集所述采集充电管理电路的充电状态并根据所述充电状态及开关触摸信号对所述主光源进行开关控制。

作为上述方案的改进，所述控制电路还包括LCD显示电路，所述LCD显示电路包括段码显示电路及触摸感应电路；所述触摸感应电路与主光源驱动电路连接，所述触摸感应电路用于采集亮度触摸信号并将所述亮度触摸信号发送至所述主光源驱动电路，以使所述主光源驱动电路根据所述亮度触摸信号对所述主光源进行亮度控制；所述段码显示电路与主光源驱动电路连接，所述主光源驱动电路根据所述亮度触摸信号对所述段码显示电路进行开关及颜色控制。

作为上述方案的改进，所述段码显示电路包括段码屏和背光电路，所述段码屏和背光电路均与主光源驱动电路连接，以使所述主光源驱动电路根据所述亮度触摸信号对所述段码屏和背光电路进行开关控制；所述背光电路均包括三组基色电路，每组基色电路均包括第一MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及背光二极管，所述第一MOS管的栅极通过所述第一电阻连接所述主光源驱动电路，所述第一MOS管的源极通过所述第二电阻连接所述主光源驱动电路并接地，所述第一MOS管的漏极通过所述第三电阻连接所述背光二极管，所述主光源驱动电路根据所述亮度触摸信号对所述基色电路进行开关控制，并根据预设颜色指令控制所述背光电路的颜色。

作为上述方案的改进，所述控制电路还包括与所述主光源驱动电路连接的传感电路，所述传感电路用于采集灯体的位移数据并将所述位移数据发送至所述主光源驱动电路，以使所述主光源驱动电路根据所述位移数据对所述主光源进行亮度、色温及开关控制。

作为上述方案的改进，所述传感电路包括加速度传感器，所述加速度传感器上设有时钟端口及数据端口并通过所述时钟端口及数据端口与主光源驱动电路连接。

作为上述方案的改进，所述充电电路包括电源接入电路、电压检测电路、充电指示电路、第一电压转换电路及充电控制电路；所述电源接入电路的输入端接入外部电源，所述电源接入电路的输出端与所述电压检测电路、充电指示电路及第一电压转换电路连接以为所述电压检测电路、充电指示电路及第一电压转换电路供电；所述电压检测电路包括第二MOS管、第一检测电阻、第二检测电阻、第三检测电阻、检测电容、检测电阻组及充电端口，所述第二MOS管的栅极通过所述第一检测电阻与所述充电控制电路连接，所述第二MOS管的源极通过所述二检测电阻与所述充电控制电路连接并接地，所述第二MOS管的漏极通过所述第三检测电阻与所述充电控制电路连接、并通过所述第三检测电阻及检测电容接地、通过所述检测电阻组接地、通过所述充电端口与所述电源接入电路连接；所述充电指示电路包括第三MOS管、第一指示电阻、第二指示电阻及指示灯组，所述第三MOS管的栅极通过所述第一指示电阻与所述充电控制电路连接，所述第三MOS管的源极通过所述第二指示电阻与所述充电控制电路连接并接地，所述第三MOS管的漏极与所述指示灯组的负极连接，所述指示灯组的正极连接所述电源接入电路；所述第一电压转换电路用于将所述电源接入电路输出的电压进行降压处理，所述第一电压转换电路的输入端与所述电源接入电路连接，所述第一电压转换电路的输出端与所述充电控制电路连接以为所述充电控制电路供电；所述充电控制电路上设有定时检测端口、电压检测端口、指示信息端口及供电端口，所述充电控制电路通过所述定时检测端口与所述电压检测电路连接以定时开关充电电压检测功能，并通过所述电压检测端口与所述电压检测电路连接以检测充电电压，通过所述指示信息端口与所述充电指示电路连接以控制所述充电指示电路的开关状态，通过所述供电端口与所述第一电压转换电路连接。

作为上述方案的改进，所述充电管理电路包括充电芯片、状态指示灯、调节电阻、过热保护电路、电池匹配电路及***电路；所述充电芯片上设有外部电源端口、内部电源端口、状态端口、调节端口、温度端口、恒压充电端口及电池设置端口，所述充电芯片通过所述外部电源端口与所述充电电路连接，通过所述内部电源端口与所述内置电源连接，通过所述状态端口与所述状态指示灯连接，通过调节端口与调节电阻连接，通过所述温度端口与所述过热保护电路连接，通过所述恒压充电端口及电池设置端口与所述电池匹配电路连接。

作为上述方案的改进，所述主光源驱动电路包括主控芯片、光源驱动电路、第二电压转换电路及第三电压转换电路；所述光源驱动电路分别与所述充电电路及内置电源连接，当充电电路启动时，所述光源驱动电路通过充电电路供电，当充电电路关闭时，所述光源驱动电路通过内置电源供电，所述光源驱动电路还与所述主光源连接以驱动所述主光源；所述主控芯片上设有使能端口及光源驱动端口，所述主控芯片通过所述使能端口与所述第二电压转换电路的使能端连接以控制所述第二电压转换电路，并通过所述光源驱动端口与所述光源驱动电路连接以控制所述光源驱动电路驱动所述主光源；第二电压转换电路用于将内置电源输出的电压进行降压处理，所述第二电压转换电路的输入端与所述内置电源连接，所述第二电压转换电路的输出端与所述主控芯片及触摸电路连接以为所述主控芯片及触摸电路供电；第三电压转换电路用于将内置电源输出的电压进行降压处理，所述第三电压转换电路的输入端与所述内置电源连接，所述第三电压转换电路的输出端与所述主控芯片连接以为所述主控芯片供电。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明低位照明灯中的主光源设于灯体内部，形成隐藏式光源的设计；同时，本发明低位照明灯配合灯体内部的内部反光元件及灯体外部的外部反光元件，利用反射原理对主光源进行二次反射，有效降低眩光危害，营造更健康、安全、舒适的照明环境；

同时，本发明采用低位设计，可使主光源射出的光线隐藏在视野底下，从而隔绝光源直射眼睛；

另外，本发明通过将充电电路、充电管理电路、触摸电路及主光源驱动电路相结合，可构成具有充电供电的低位照明灯，安全性高，可实现稳定照明；

本发明还在控制电路上增加LCD显示电路，结合段码屏技术，实现主光源的亮度调节，还可通过改变背光颜色使段码屏显示不同颜色以匹配不同外壳颜色的应用，灵活性强；

本发明还在控制电路上增加传感电路，以实现主光源的开关、亮度、色温控制，操作灵活。

附图说明

图1是本发明低位照明灯的结构示意图；

图2是本发明低位照明灯的另一视角结构示意图；

图3是本发明低位照明灯的剖视图；

图4是图3的局部放大图；

图5是本发明低位照明灯中的光线传输示意图；

图6是本发明低位照明灯中控制电路的第一实施例结构示意图；

图7是本发明低位照明灯中电源接入电路的电路图；

图8是本发明低位照明灯中电压检测电路的电路图；

图9是本发明低位照明灯中充电指示电路的电路图；

图10是本发明低位照明灯中第一电压转换电路的电路图；

图11是本发明低位照明灯中充电控制电路的电路图；

图12是本发明低位照明灯中充电管理电路的电路图；

图13是本发明低位照明灯中光源驱动电路的电路图；

图14是本发明低位照明灯中主控芯片的电路图；

图15是本发明低位照明灯中第二电压转换电路的电路图；

图16是本发明低位照明灯中第三电压转换电路的电路图；

图17是本发明低位照明灯中信号采集电路的电路图；

图18是本发明低位照明灯中接口电路的电路图；

图19是本发明低位照明灯中控制电路的第二实施例结构示意图；

图20是本发明低位照明灯中触摸感应电路的电路图；

图21是本发明低位照明灯中背光电路的电路图；

图22是本发明低位照明灯中基色电路的电路图；

图23是本发明低位照明灯中基色电路的另一电路图；

图24是本发明低位照明灯中传感电路的电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1-5，图1-5显示了本发明低位照明灯的具体结构，其包括灯体1、控制电路2、内置电源3、主光源4、内部反光元件5及外部反光元件6；控制电路2与内置电源3及主光源4分别连接，其中，控制电路2用于对主光源4进行控制，还用于对内置电源3进行充电控制，而内置电源3用于对主光源4及控制电路2供电；控制电路2、内置电源3、主光源4及内部反光元件5设于灯体1内部，外部反光元件6设于灯体1外部，灯体1上开设有用于连通灯体1内部与灯体1外部的出光孔7；内部反光元件5设于主光源4的出光方向上，出光孔7及外部反光元件6设于内部反光元件5的出光方向上。

如图4及5所示，主光源4点亮时，主光源4射出的光线照射至内部反光元件5上，光线先经内部反光元件5反射后穿过出光孔7并照射至外部反光元件6上，随后光线再经外部反光元件6反射后倾斜向下照射，并作用在桌面上实现主光源4照明。

与现有技术不同的是，本发明低位照明灯中的主光源4设于灯体1内部，形成隐藏式光源的设计；同时，本发明低位照明灯配合灯体1内部的内部反光元件5及灯体1外部的外部反光元件6，利用反射原理对主光源4进行二次反射，有效降低眩光危害，营造更健康、安全、舒适的照明环境。

相应地，由于本发明采用二次反射的创新光学设计，因此在保证光效的同时，灯体1可采用低位设计，以将灯体1高度设置为15-30cm，使得整灯高度大幅下降。

同时，由于灯体1采用低位设计，使得灯体1不需要传统台灯的灯臂以及沉重的底盘，且灯体1内部设置内置电源3，灯体1不受线缆和自身配重的影响，造型方便把握，整灯小巧便于按需移动不同的使用场景，能够适配于现代人多变的生活方式和日益缩小的生活空间。

进一步，外部反光元件6的出光面沿水平方向向下设置。需要说明的是，配合低位设计，将外部反光元件6的出光面沿水平方向向下设置，可使主光源4射出的光线隐藏在视野底下，从而隔绝光源直射眼睛。优选地，所述外部反光元件6可以为镜面、凸透镜、不规则形状平面镜等，但不以此为限制，只要可使光线沿特定路径反射即可，灵活性强。同理，内部反光元件5可以为平面面、凹透镜、不规则面面等具有反射功能的光学件。优选地，所述内部反光元件5的出光面为凹弧面。

本发明中，外部反光元件6的水平高度高于主光源4的水平高度。工作时，主光源4射出的光线倾斜向下照射至内部反光元件5上，光线先经内部反光元件5反射后倾斜向上穿过出光孔7并照射至外部反光元件6上，然后，光线再经外部反光元件6反射后倾斜向下照射以在灯体1外部形成照射区域。

具体地，外部反光元件6及内部反光元件5均设于主光源4的同一侧，以使照射区域位于灯体1的一侧。需要说明的是，本发明采用非对称的配光，光源发出的光通过二次反射后，偏向一侧，实现偏光，达到了特定范围均匀照度的效果。与传统的对称配光相比，本发明能将光很好的分配到一个特定的区域，增大工作面被照射的区域。因此，在相应的工作场所，使灯具起到健康照明效果，满足心理与生理需求，更好生活，工作，学习。

如图1及图2所示，本实施例中灯体1包括灯座12、灯头11及连接件13，灯头11通过连接件13固定于灯座12上方；主光源4及内部反光元件5设于灯座内，出光孔7设于灯座12顶部，外部反光元件6设于灯头11的底部，出光孔7与外部反光元件6相向设置。

如图5所述，工作时，主光源4射出的光线倾斜向下照射至外部反光元件6上，光线先经外部反光元件6反射后倾斜向上穿过出光孔7并照射至外部反光元件6上，然后，光线再经外部反光元件6反射后倾斜向下照射以在灯体1外部形成照射区域。

优选地，本实施例中整灯高度可设计为23cm，在有限高度下光照范围可达到0.5平方米，其使得在距离桌面400mm高度且平行于发光面方向的眩光为零。

由上可知，本发明采用低位设计，融合多个反光元件的反射原理实现主光照明，可有效降低眩光危害，营造健康照明环境。

参见图6，图6显示了本发明低位照明灯中控制电路2100的第一实施例结构图，其包括充电电路201、充电管理电路202、触摸电路203及主光源驱动电路204。具体地：

充电电路201与充电管理电路202连接，用于接入外部电源并向充电管理电路202提供输出电压；

充电管理电路202与内置电源3连接，用于根据充电电路201的输出电压为内置电源3充电；

充电电路201及内置电源3分别与主光源驱动电路204连接，充电电路201及内置电源3均用于为主光源驱动电路204供电；

触摸电路203与主光源驱动电路204连接，用于采集开关触摸信号并将开关触摸信号发送至主光源驱动电路204；

主光源驱动电路204分别与充电管理电路202及主光源4连接，用于采集充电管理电路202的充电状态并根据充电状态及开关触摸信号对主光源4进行开关控制。

当低位照明灯需要进行充电时，可将低位照明灯设于充电底座内，并通过充电电路201接入外部电源，再通过充电管理电路202对内部电源进行充电控制，此时，光源驱动电路及主光源4均由外部电源供电；当低位照明灯不需要进行充电时，可将低位照明灯从充电底座内移开，并由内部电源对光源驱动电路及主光源4供电；同时，主光源驱动电路204根据触摸电路203采集的开关触摸信号对主光源4进行开关控制，操作方便、简单。

下面结合具体的电路图对控制电路2作进一步的详细描述：

一、充电电路201

结合图7-11所示，充电电路201包括电源接入电路、电压检测电路、充电指示电路、第一电压转换电路及充电控制电路。其中，电源接入电路用于接入外部电源，从而为电压检测电路、充电指示电路及第一电压转换电路供电；第一电压转换电路用于将电源接入电路输出的电压进行降压处理，从而为充电控制电路供电；充电控制电路定时驱动电压检测电路进行充电电压的检测，并根据电压检测电路反馈的充电电压确定充电状态，再根据充电状态驱动充电指示电路，从而实现充电状态的指示。具体地：

如图7所示，电源接入电路包括输入端DC1、输出端DC及双向稳压二极管TVS2；其中，电源接入电路的输入端DC1接入外部电源，电源接入电路的输出端DC通过稳压二极管TVS2接地并与电压检测电路、充电指示电路及第一电压转换电路连接，从而为电压检测电路、充电指示电路及第一电压转换电路稳定供电。

如图8所示，电压检测电路包括第二MOS管Q6、第一检测电阻R49、第二检测电阻R52、第三检测电阻R48、检测电容C28、检测电阻组及充电端口P7，所述检测电阻组包括至少两个相互并联的检测电阻(R50、R51)；其中，第二MOS管Q6的栅极通过第一检测电阻R49与充电控制电路连接；第二MOS管的源极通过二检测电阻R52与充电控制电路连接并接地；第二MOS管Q6的漏极通过第三检测电阻R48与充电控制电路连接、并通过第三检测电阻R48及检测电容C28接地、通过检测电阻组接地、通过充电端口P7与电源接入电路连接。

如图9所示，充电指示电路包括第三MOS管Q7、第一指示电阻R57、第二指示电阻R58及指示灯组，所述指示灯组包括至少一组指示灯单元，每组指示灯单元包括依次串联的指示电阻(LED3、LED7、LED11或LED4、LED8、LED12或LED5、LED9、LED13或LED6、LED10、LED14)及至少一个发光二极管(R53或R54或R55或R56)；其中，第三MOS管Q7的栅极通过第一指示电阻R57与充电控制电路连接，第三MOS管Q7的源极通过第二指示电阻R58与充电控制电路连接并接地，第三MOS管Q7的漏极与指示灯组的负极连接，指示灯组的正极连接电源接入电路。

如图10所示，第一电压转换电路包括第一转换芯片U6、转换二极管D2、第一转换电容C31及第二转换电容C29；其中，第一转换芯片U6的输入端IN通过转换二极管D2与电源接入电路连接，并通过第一转换电容C31接地；第一转换芯片U6的输出端OUT与充电控制电路连接以为充电控制电路供电，并通过第二转换电容C29接地；第一转换芯片U6的接地端GND接地。本实施例中，第一转换芯片U6可将接入的15V电压转换为5V电压，从而为充电控制电路供电。

如图11所示，充电控制电路包括充电控制芯片U7，所述充电控制芯片U7上设有定时检测端口ADC_DC、电压检测端口DC_TS、指示信息端口PWM_G及供电端口VDD；其中，充电控制电路通过定时检测端口ADC_DC与电压检测电路连接以定时开关充电电压检测功能，并通过电压检测端口DC_TS与电压检测电路连接以检测充电电压，通过指示信息端口PWM_G与充电指示电路连接以控制充电指示电路的开关状态，通过供电端口VDD与第一电压转换电路连接。

工作时，外部电源通过电源接入电路的输入端DC1接入，从而为电压检测电路的充电端口P7、充电指示电路及第一电压转换电路供电；充电控制芯片U7的电压检测端口DC_TS用于检测充电电压(通过电压检测电路的检测电阻组检测)，从而根据检测到的充电电压确定当前的充电状态；同时，充电控制芯片U7还根据当前的充电状态，通过指示信息端口PWM_G输出控制信号，控制充电指示电路中第三MOS管Q7的通断状态，从而控制指示灯组的亮灭状态，以指示当前的充电状态(例如，在充电过程，指示灯组灯亮；充满时，指示灯组灯灭)；充电控制芯片U7还可以定时通过电压检测端口DC_TS发送控制信号至电压检测电路的第二MOS管Q6以屏蔽检测电阻组的检测，相应地，定时开关电压检测端口DC_TS可以有效降低充电时检测电阻组的损耗。

因此，通过充电电路201可接入外部电源适配器以实现取电，为灯体1内置的内置电源3提供充电，且通过电压检测电路检测充电状态并通过充电电路201中的指示灯组指示当前的充电状态。

二、充电管理电路202

如图12所示，充电管理电路202包括充电芯片U4、状态指示灯LED1、调节电阻R28、过热保护电路、电池匹配电路及***电路；其中，充电芯片U4上设有外部电源端口IN、内部电源端口LX、状态端口STAT、调节端口ILIM、温度端口NTC、恒压充电端口CV及电池设置端口CELL；充电芯片U4的外部电源端口IN与充电电路201连接，内部电源端口LX与内置电源3连接，状态端口STAT与状态指示灯LED1连接，调节端口ILIM通过调节电阻R28接地，温度端口NTC与过热保护电路连接，恒压充电端口CV及电池设置端口CELL与电池匹配电路连接。

工作时，充电电路201通过充电端口P7向充电管理电路202提供电压VIN，从而为充电芯片U4供电；充电芯片U4将充电电路201提供的电压转换为适合电池的电压，从而为灯体1内置的内置电源3充电。

进一步，所述状态指示灯LED1的正极通过电阻R25连接充电电路201中充电控制芯片U7的供电端口VDD，负极连接充电芯片U4的状态端口STAT，从而实现充电状态的指示；调节电阻R28的一端接地，另一端连接充电芯片U4的调节端口ILIM，从而实现充电电流的调节；过热保护电路包括第一保护电阻R27及第二保护电阻R29，第一保护电阻R27的一端连接充电芯片U4的温度端口NTC，另一端连接充电电路201中充电控制芯片U7的供电端口VDD，第二保护电阻R29的一端连接充电芯片U4的温度端口NTC，另一端接地，可实现内部电源的充电过热保护；电池匹配电路包括第一恒压电阻R31、第二恒压电压R30及设置电阻R32，第一恒压电阻R31的一端连接充电芯片U4的恒压充电端口CV，另一端连接充电电路201中充电控制芯片U7的供电端口VDD，第二恒压电阻R30的一端连接充电芯片U4的恒压充电端口CV，另一端接地，设置电阻R32的一端连接充电芯片U4的电池设置端口CELL，另一端接地，其中，通过配置恒压充电端口CV及电池设置端口CELL的状态可匹配不同型号的内部电源。相应地，充电管理电路202的内部电源端口LX通过依次串接的第一电感L2及电阻R19与内置电源3连接。

因此，通过充电管理电路202可实现内置电源3的有效充电及状态管理，安全性高。

三、主光源驱动电路204

如图13-16所示，主光源驱动电路204包括主控芯片U1、光源驱动电路、第二电压转换电路及第三电压转换电路。具体地：

如图13所示，光源驱动电路分别与充电电路201及内置电源3连接，当充电电路201启动时，光源驱动电路通过充电电路201供电，当充电电路201关闭时，光源驱动电路通过内置电源3供电，光源驱动电路还与主光源4连接以驱动主光源4。

需要说明的是，充电电路201通过充电端口P7向光源驱动电路提供的电压VIN(即外部电源)及内置电源3提供的电压BAT+同时接入光源驱动电路及主光源4，从而为光源驱动电路及主光源4提供电压供电。工作过程中，光源驱动电路及主光源4在外部电源及内置电源3中选择电压较大的一个进行供电，而在实际应用时，由于外部电源的电压VIN大于内置电源3的电压BAT+，因此当灯体1放置于充电底座时，会优先选用接入的外部电源为光源驱动电路及主光源4供电，而当将灯体1从充电底座上取出时，采用灯体1的内置电源3供电，这使得在切换电源供电时无缝切换，主光源4不会出现闪烁的现象，又可以降低内部电源的使用率，延长内部电源寿命。

进一步，光源驱动电路包括恒流驱动芯片U5，所述恒流驱动芯片U5上设有信号端口EN/PWM，所述信号端口EN/PWM与主控芯片U1连接以接受主控芯片U1发送的控制信号，从而实现对主光源4的控制。

如图14所示，主控芯片U1上设有使能端口EN_S及光源驱动端口PWM_DIM，主控芯片U1通过使能端口EN_S与第二电压转换电路的使能端EN连接以控制第二电压转换电路，并通过光源驱动端口PWM_DIM与光源驱动电路连接以控制光源驱动电路驱动主光源4。

工作时，主控芯片U1通过光源驱动端口PWM_DIM发出控制信号至恒流驱动芯片的信号端口EN/PWM，恒流驱动芯片U5根据控制信号的PWM占空比调节输出电流，从而实现主光源4的调光。

进一步，主控芯片U1还通过ADC功能拾取内置电源3的电压，当内置电源3的电压降至下限电压时整灯进入深度睡眠模式，保护内置电源3不会过放电损坏，需充电后才能正常使用。另外，主控芯片U1上还设有充电状态端口STAT_BAT，通过充电状态端口STAT_BAT可连接充电管理电路202中充电芯片U4的状态端口STAT，从而获取充电状态。此外，主控芯片U1上还设有开关端口POW_SW，通过开关端口POW_SW可连接主开关，以控制整灯的开启和关闭，其中，在灯具生产运输过程中，可通过主开关控制整灯进入深度睡眠模式，从而避免触摸元件误触发开启灯具。

如图15所示，第二电压转换电路用于将内置电源3输出的电压BAT+进行降压处理，第二电压转换电路的输入端与内置电源3连接，第二电压转换电路的输出端与主控芯片U1及触摸电路203连接以为主控芯片U1及触摸电路203供电。具体地，第二电压转换电路包括第二转换芯片U3、第五转换电容C8、第六转换电容C7、第七转换电容C4、第八转换电容C5、第九转换电容C6、第二电感L1、第一转换电阻R3及第二转换电阻R4；所述第二转换芯片U3的输入端V1与内置电源3连接并通过第五转换电容C8接地；所述第二转换芯片U3的使能端EN与主控芯片U1的使能端口EN_S连接；第二转换芯片U3的接地端GN接地；所述第二转换芯片U3的控制端SW通过第六转换电容C7连接第二转换芯片U3的自升压端BS，所述第二转换芯片U3的控制端SW还通过第二电感L1分别连接第一转换电阻R3、第七转换电容C4、第八转换电容C5及第九转换电容C6的一端，第一转换电阻R3、第七转换电容C4的另一端与第二转换芯片U3的反馈端FB连接并通过第二转换电阻R4接地，第八转换电容C5及第九转换电容C6的另一端接地。

需要说明的是，主控芯片U1的使能端口EN_S连接第二转换芯片U3的使能端EN，因此通过主控芯片U1发送控制信号至第二转换芯片U3，即可控制第二转换芯片U3的输出，从而可实现在不使用时，第二转换芯片U3停止为其他器件供电，实现省电的效果。

如图16所示，第三电压转换电路用于将内置电源3输出的电压BAT+进行降压处理，其包括第三转换芯片U2、第三转换电容C1及第四转换电容C3。具体地，第三转换芯片U2的输入端IN与内置电源3连接并通过第三转换电容C1接地，第三转换芯片U2的输出端OUT通过第四转换电容C3接地并与主控芯片U1连接以为主控芯片U1供电，第三转换芯片U2的接地端接地。

综合第二电压转换电路及第三电压转换电路可知，内置电源3提供的电压BAT+分别通过第二转换芯片U3及第三转换芯片U2转换后，分别为主控芯片U1、触摸电路203及其它电力供电。

四、触摸电路203

如图17及18所示，触摸电路203包括信号采集电路、接口电路及多个LED灯。

需要说明的是，LED灯用于照亮设于灯体1顶部的标识物(如，LOGO等)，LED灯可根据实际情况进行设置，灵活性强。具体地，光源驱动电路中的第二电压转换电路可将内置电源3输出的电压转换成3.3V电压后，为LED灯供电。

如图17所示，信号采集电路包括触摸接线端子P9及触摸元件TP2，触摸元件TP2与触摸接线端子P9连接并设于灯体1顶部，用于接收用户的开关触摸信号。

如图18所示，接口电路包括接口接线端子P6，接口电路通过接口接线端子P6与主光源驱动电路204中主控芯片U1的触摸端口TK1连接。

需要说明的是，主控芯片U1中还可设有与接口电路对接的触摸端口TK1。工作时，触摸元件TP2采集开关触摸信号，并依次通过触摸接线端子P9、接口接线端子P6、主控芯片U1的触摸端口TK1发送至主控芯片U1，主控芯片U1再根据开关触摸信号控制主光源4的亮灭。

参见图19，图19显示了本发明低位照明灯中控制电路2100的第二实施例结构图，与图6所示的第一实施例不同的是，本实施例中控制电路2还包括LCD显示电路205及传感电路206。在实际应用中，可根据实际情况设置单独设置LCD显示电路205、或单独设置传感电路206、或同时设置LCD显示电路205及传感电路206，在此不做限制。

下面结合具体的电路对LCD显示电路205及传感电路206分别进行说明：

一、LCD显示电路205

如图20-23所示，LCD显示电路205包括段码显示电路及设于所述触摸显示电路外表面的触摸感应电路。具体地：

触摸感应电路与主光源驱动电路204连接，触摸感应电路用于采集亮度触摸信号并将亮度触摸信号发送至主光源驱动电路204，以使主光源驱动电路204根据亮度触摸信号对主光源4进行亮度控制。

同时，段码显示电路与主光源驱动电路204连接，主光源驱动电路204根据亮度触摸信号对段码显示电路进行开关及颜色控制。

如图20所示，触摸感应电路包括滑动触摸屏TP1，所述滑动触摸屏TP1与主光源驱动电路204中主控芯片U1的滑动触摸端口(RST_TP、INT_TP)连接。需要说明的是，LCD显示电路205设于灯体1侧壁上，用户可直接触摸触摸显示电路的滑动触摸屏TP1，以实现对主光源4的控制。

如图21-23所示，段码显示电路包括段码屏(参见图21)及背光电路(参见图22-23)，段码屏和背光电路均与主光源驱动电路204连接，以使主光源驱动电路204根据亮度触摸信号分别对段码屏及背光电路进行开关控制。其中，段码屏包括第一端口(S1-S8)和第二端口(COM1-COM4)，段码屏的第一端口和第二端口分别与主控芯片U1相应的显示输出端口(S1-S8及COM1-COM4)连接；背光电路均包括三组基色电路(参见图22及图23)，每组基色电路均包括第一MOS管(Q1或Q2或Q3)、第一电阻(R8或R9或R10)、第二电阻(R13或R14或R15)、第三电阻(R5或R6或R7)及背光二极管(LCD1B)，第一MOS管(Q1或Q2或Q3)的栅极通过第一电阻(R8或R9或R10)连接主光源驱动电路204，第一MOS管(Q1或Q2或Q3)的源极通过第二电阻(R13或R14或R15)连接主光源驱动电路204并接地，第一MOS管(Q1或Q2或Q3)的漏极通过第三电阻(R5或R6或R7)连接背光二极管(LCD1B)，主光源驱动电路204根据亮度触摸信号对基色电路进行开关控制,并根据预设颜色指令控制背光电路的颜色。需要说明的是，预设颜色指令预先存储于主芯片U1中，该颜色指令可以预先根据灯具外壳的颜色设定；另外背光电路设于段码屏背面，通过调节背光电路的颜色，实现调节段码屏显示的颜色。

需要说明的是，光源驱动电路中的第二电压转换电路可将内置电源3输出的电压转换成3.3V电压后，为背光电路中的背光二极管(LCD1B)供电。

工作时，滑动触摸屏TP1将接收的亮度触摸信号传输至主控芯片U1中，一方面主控芯片U1根据亮度触摸信号，通过光源驱动端口PWM_DIM发出相应控制信号至恒流驱动芯片U5，从而调节主光源4的亮度；另一方面主控芯片U1根据亮度触摸信号向段码屏和背光电路输出相应的控制信号，以使段码显示电路显示对应的亮度指示信息。例如，段码屏中有24段显示格，其中，仅点亮底部的显示格时，代表主光源4的最低亮度，从底部向上，依次增加点显示格，表示依次增加亮度。具体的，主控芯片U1上还设有R基色端口PWM_R、G基色端口PWM_G、B基色端口PWM_B及显示输出端口(S1-S8及COM1-COM4)，主控芯片U1控制段码显示电路的过程为：

主控芯片U1接收到亮度触摸信号后，通过R基色端口PWM_R、G基色端口PWM_G、B基色端口PWM_B分别输出相应的控制信号至第一MOS管(Q1、Q2及Q3)，以控制第一MOS管(Q1、Q2及Q3)通断，从而控制背光电路中的背光二极管(LCD1B)的亮灭，可实现不同的颜色显示；同时主控芯片U1通过显示输出端口(S1-S8及COM1-COM4)输出相应的控制信号至段码屏，确定需点亮的显示格，再配合背光二极管(LCD1B)，实现点亮段码屏相应的显示格，从而使得段码显示电路显示对应的亮度指示信息。

本实施例中，段码显示电路通过主控芯片U1内部的LED显示驱动，采用4×6段驱动，帧频约为64Hz，当然本实施例不以此为限。

二、传感电路206

如图24所示，传感电路206用于采集灯体1的位移数据并将位移数据发送至主光源驱动电路204，以使主光源驱动电路204根据位移数据对主光源4进行亮度、色温及开关控制。具体的，传感电路206包括加速度传感器U8，加速度传感器U8上设有时钟端口SCLK/SCL及数据端口SDI/SDA并通过时钟端口SCLK/SCL及数据端口SDI/SDA与主光源驱动电路204连接。

需要说明的是，光源驱动电路中的第三电压转换电路可将内置电源3输出的电压转换成3V电压后，为加速度传感器U8供电。

工作时，加速度传感器U8通过IIC接口与主控芯片U1通信，主控芯片U1根据采集到加速度传感器U8的位移数据通过计算输出给光源驱动电路实现调光功能。具体的：加速度传感器U8采集位移数据，并通过时钟端口SCLK/SCL及数据端口SDI/SDA发送至主控芯片U1的端口SCL_TI及SDA_TP，以使主控芯片U1根据位移数据，通过光源驱动端口PWM_DIM发出相应控制信号至光源驱动电路，从而调节主光源4。例如，加速度传感器U8采集整灯与桌面在XYZ轴产生的位移数据，主控芯片U1根据采集的X轴的位移数据控制主光源4的亮度、根据Y轴的位移数据控制主光源4的色温、根据Z轴的位移数据控制主光源4的亮灭。优选地，所述加速度传感器U8可以为陀螺仪，但不以此为限制，只要可精准追踪物体移动方位与旋转动作即可，灵活性强。

由上可知，本发明低位照明灯可采用三种控制方式对主光源4进行控制：(1)通过触摸电路203实现主光源4的开关控制；(2)通过LCD显示电路205实现主光源4的开关及亮度控制；(3)通过传感电路206实现主光源4的开关、亮度、色温控制。

综上所述，本发明通过将充电电路201、充电管理电路202、触摸电路203及主光源驱动电路204相结合，可构成具有充电供电的低位照明灯，安全性高，可实现稳定照明；进一步，本发明还在控制电路2上增加LCD显示电路205，结合段码屏技术，实现主光源4的亮度调节，还可通过改变背光颜色使段码屏显示不同颜色以匹配不同外壳颜色的应用，灵活性强；另外，本发明还在控制电路2上增加传感电路206，以实现主光源4的开关、亮度、色温控制，操作灵活。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种低位照明灯，其特征在于，包括灯体、控制电路、内置电源、主光源、内部反光元件及外部反光元件，所述控制电路与所述内置电源及主光源分别连接，所述控制电路、内置电源、主光源及内部反光元件设于所述灯体内部，所述外部反光元件设于所述灯体外部，所述灯体上开设有用于连通所述灯体内部与所述灯体外部的出光孔；

所述内部反光元件设于所述主光源的出光方向上，所述出光孔及外部反光元件设于所述内部反光元件的出光方向上，所述主光源射出的光线照射至所述内部反光元件上，先经所述内部反光元件反射后穿过所述出光孔并照射至所述外部反光元件上，再经所述外部反光元件反射后倾斜向下照射。

2.如权利要求1所述的低位照明灯，其特征在于，所述外部反光元件的出光面沿水平方向向下设置。

3.如权利要求1所述的低位照明灯，其特征在于，所述内部反光元件的出光面为凹弧面。

4.如权利要求1所述的低位照明灯，其特征在于，所述主光源射出的光线倾斜向下照射至所述内部反光元件上，先经所述内外部反光元件反射后倾斜向上穿过所述出光孔并照射至所述外部反光元件上，再经所述外部反光元件反射后倾斜向下照射以在所述灯体外部形成照射区域。

5.如权利要求4所述的低位照明灯，其特征在于，所述外部反光元件的水平高度高于所述主光源的水平高度。

6.如权利要求4所述的低位照明灯，其特征在于，所述外部反光元件及内部反光元件均设于所述主光源的同一侧，以使所述照射区域位于所述灯体的一侧。

7.如权利要求1所述的低位照明灯，其特征在于，所述灯体的高度为15-30cm。

8.如权利要求1-7任一项所述的低位照明灯，其特征在于，所述灯体包括灯座、灯头及连接件，所述灯头通过所述连接件固定于所述灯座上方；

所述主光源及内部反光元件设于所述灯座内，所述出光孔设于所述灯座顶部，所述外部反光元件设于所述灯头的底部，所述出光孔与外部反光元件相向设置。

9.如权利要求1所述的低位照明灯，其特征在于，所述控制电路包括充电电路、充电管理电路、触摸电路及主光源驱动电路；

所述充电电路与充电管理电路连接，用于接入外部电源并向所述充电管理电路提供输出电压；

所述充电管理电路与内置电源连接，用于根据所述充电电路的输出电压为所述内置电源充电；

所述充电电路及内置电源分别与所述主光源驱动电路连接，所述充电电路及内置电源均用于为所述主光源驱动电路供电；

所述触摸电路与主光源驱动电路连接，用于采集开关触摸信号并将所述开关触摸信号发送至所述主光源驱动电路；

所述主光源驱动电路分别与充电管理电路及主光源连接，用于采集所述采集充电管理电路的充电状态并根据所述充电状态及开关触摸信号对所述主光源进行开关控制。

10.如权利要求9所述的低位照明灯，其特征在于，所述控制电路还包括LCD显示电路，所述LCD显示电路包括段码显示电路及触摸感应电路；

所述触摸感应电路与主光源驱动电路连接，所述触摸感应电路用于采集亮度触摸信号并将所述亮度触摸信号发送至所述主光源驱动电路，以使所述主光源驱动电路根据所述亮度触摸信号对所述主光源进行亮度控制；

所述段码显示电路与主光源驱动电路连接，所述主光源驱动电路根据所述亮度触摸信号对所述段码显示电路进行开关及颜色控制。

11.如权利要求10所述的低位照明灯，其特征在于，所述段码显示电路包括段码屏和背光电路，所述背光电路和段码屏均与主光源驱动电路连接，以使所述主光源驱动电路根据所述亮度触摸信号对所述背光电路和段码屏进行开关控制；

所述背光电路包括三组基色电路，每组基色电路均包括第一MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及背光二极管，所述第一MOS管的栅极通过所述第一电阻连接所述主光源驱动电路，所述第一MOS管的源极通过所述第二电阻连接所述主光源驱动电路并接地，所述第一MOS管的漏极通过所述第三电阻连接所述背光二极管，所述主光源驱动电路根据所述亮度触摸信号对所述基色电路进行开关控制，并根据预设颜色指令控制所述背光电路的颜色。

12.如权利要求9所述的低位照明灯，其特征在于，所述控制电路还包括与所述主光源驱动电路连接的传感电路，所述传感电路用于采集灯体的位移数据并将所述位移数据发送至所述主光源驱动电路，以使所述主光源驱动电路根据所述位移数据对所述主光源进行亮度、色温及开关控制。

13.如权利要求12所述的低位照明灯，其特征在于，所述传感电路包括加速度传感器，所述加速度传感器上设有时钟端口及数据端口并通过所述时钟端口及数据端口与主光源驱动电路连接。

14.如权利要求9所述的低位照明灯，其特征在于，所述充电电路包括电源接入电路、电压检测电路、充电指示电路、第一电压转换电路及充电控制电路；

所述电源接入电路的输入端接入外部电源，所述电源接入电路的输出端与所述电压检测电路、充电指示电路及第一电压转换电路连接以为所述电压检测电路、充电指示电路及第一电压转换电路供电；

所述电压检测电路包括第二MOS管、第一检测电阻、第二检测电阻、第三检测电阻、检测电容、检测电阻组及充电端口，所述第二MOS管的栅极通过所述第一检测电阻与所述充电控制电路连接，所述第二MOS管的源极通过所述二检测电阻与所述充电控制电路连接并接地，所述第二MOS管的漏极通过所述第三检测电阻与所述充电控制电路连接、并通过所述第三检测电阻及检测电容接地、通过所述检测电阻组接地、通过所述充电端口与所述电源接入电路连接；

所述充电指示电路包括第三MOS管、第一指示电阻、第二指示电阻及指示灯组，所述第三MOS管的栅极通过所述第一指示电阻与所述充电控制电路连接，所述第三MOS管的源极通过所述第二指示电阻与所述充电控制电路连接并接地，所述第三MOS管的漏极与所述指示灯组的负极连接，所述指示灯组的正极连接所述电源接入电路；

所述第一电压转换电路用于将所述电源接入电路输出的电压进行降压处理，所述第一电压转换电路的输入端与所述电源接入电路连接，所述第一电压转换电路的输出端与所述充电控制电路连接以为所述充电控制电路供电；

所述充电控制电路上设有定时检测端口、电压检测端口、指示信息端口及供电端口，所述充电控制电路通过所述定时检测端口与所述电压检测电路连接以定时开关充电电压检测功能，并通过所述电压检测端口与所述电压检测电路连接以检测充电电压，通过所述指示信息端口与所述充电指示电路连接以控制所述充电指示电路的开关状态，通过所述供电端口与所述第一电压转换电路连接。

15.如权利要求9所述的低位照明灯，其特征在于，所述充电管理电路包括充电芯片、状态指示灯、调节电阻、过热保护电路、电池匹配电路及***电路；

所述充电芯片上设有外部电源端口、内部电源端口、状态端口、调节端口、温度端口、恒压充电端口及电池设置端口，所述充电芯片通过所述外部电源端口与所述充电电路连接，通过所述内部电源端口与所述内置电源连接，通过所述状态端口与所述状态指示灯连接，通过调节端口与调节电阻连接，通过所述温度端口与所述过热保护电路连接，通过所述恒压充电端口及电池设置端口与所述电池匹配电路连接。

16.如权利要求9所述的低位照明灯，其特征在于，所述主光源驱动电路包括主控芯片、光源驱动电路、第二电压转换电路及第三电压转换电路；

所述光源驱动电路分别与所述充电电路及内置电源连接，当充电电路启动时，所述光源驱动电路通过充电电路供电，当充电电路关闭时，所述光源驱动电路通过内置电源供电，所述光源驱动电路还与所述主光源连接以驱动所述主光源；

所述主控芯片上设有使能端口及光源驱动端口，所述主控芯片通过所述使能端口与所述第二电压转换电路的使能端连接以控制所述第二电压转换电路，并通过所述光源驱动端口与所述光源驱动电路连接以控制所述光源驱动电路驱动所述主光源；

第二电压转换电路用于将内置电源输出的电压进行降压处理，所述第二电压转换电路的输入端与所述内置电源连接，所述第二电压转换电路的输出端与所述主控芯片及触摸电路连接以为所述主控芯片及触摸电路供电；

第三电压转换电路用于将内置电源输出的电压进行降压处理，所述第三电压转换电路的输入端与所述内置电源连接，所述第三电压转换电路的输出端与所述主控芯片连接以为所述主控芯片供电。

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