CN104154448B

CN104154448B - 一种微波感应led灯

Info

Publication number: CN104154448B
Application number: CN201410390654.XA
Authority: CN
Inventors: 胡斌; 邵李焕; 崔佳民
Original assignee: Cixi Rui En Electronic Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen laowantong Network Co.,Ltd.
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2034-08-08
Also published as: CN104154448A

Abstract

本发明公开了一种微波感应LED灯，包括灯头、LED灯板和灯罩，所述灯头与底座顶部螺纹连接，所述底座呈中空圆柱状且底座末端固定安装有散热器，所述底座内壁对称地设置有两限位凹槽，所述底座内壁设置有两向底座末端延伸的固定柱且所述固定柱中空设置；所述散热器包括呈空心圆台状的散热器壳体和若干散热片，所述散热器壳体包括有散热器外壳和散热片基座，散热器外壳和散热片基座固定连接，所述若干散热片均匀焊接在散热片基座上；还包括安装于限位凹槽内的驱动电路板。本发明提供了一种电路简单成本低且可靠稳定的微博感应LED灯，不受外部环境影响，且能随人与LED灯之间的距离自动无极调节照明亮度，为人们提供更加舒适的照明。

Description

一种微波感应LED灯

技术领域

本发明涉及LED照明领域，具体涉及一种的能感应人体移动的微波感应LED灯。

背景技术

在办公楼、居民楼以及厂房的楼梯、电梯间、卫生间、走廊、地下室、车篷等需要按需照明的场所，广泛应用红外感应和声音自动感应灯，但两者都会受外界因素的影响，红外对空气环境温度变化敏感，空气流动对传感器的影响很大，应用于室外，误动作率很高；声控感应灯用声音来产生信号，任何符合触发要求的干扰噪声都会产生误操作。

如今LED技术非常发展，LED也应用于上述自动照明的场合，现有技术并没有充分发挥LED无极调光的优势，一般都只有几种LED灯状态，比如全亮、半亮或者熄灭。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷，能够进一步发挥LED的调光优势，节约能源，为人们提供更舒适的照明。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种电路简单成本低且可靠稳定的微波感应LED灯，不受外部环境影响，且能随人与LED灯之间的距离变化自动无极调节照明亮度，为人们提供更加舒适的照明。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案为：

一种微波感应LED灯，包括灯头、LED灯板和灯罩，所述灯头与底座顶部螺纹连接，所述底座呈中空圆柱状且底座末端固定安装有散热器，所述底座内壁对称地设置有两限位凹槽，所述底座内壁设置有两向底座末端延伸的固定柱且所述固定柱中空设置；

所述散热器包括呈空心圆台状的散热器壳体和若干散热片，所述散热器壳体包括有散热器外壳和散热片基座，散热器外壳和散热片基座固定连接，所述若干散热片均匀焊接在散热片基座上，散热片基座上开设有两固定孔，所述LED灯板呈圆盘状且LED灯板上开设有两安装孔，LED灯板上还均匀排列有LED灯条，所述固定孔、安装孔和固定柱设置于同一条轴线上，螺丝分别贯穿通过LED灯板的两安装孔、散热器的固定孔并与固定柱螺纹连接，散热器远离底座的敞口端与灯罩的开口端卡扣连接；

还包括安装于限位凹槽内的驱动电路板；

所述驱动电路板包括微波感应模块、放大模块、量程转换模块、控制模块、可调光驱动模块、光强度检测模块，其中，

所述微波感应模块用于检测人体移动，并将其转换为电信号；

所述放大模块用于将所述电信号进行线性放大，其放大倍数受控于所述量程转换模块；

所述量程转换模块与控制模块相连接，用于控制所述放大模块的放大倍数，根据所述控制模块的指令输出控制信号给放大模块；

所述可调光驱动模块用于输出驱动电流点亮所述LED灯条，其输出驱动电流受控于所述控制模块；

所述光强度检测模块用于检测当前环境光强度值并发送给所述控制模块；

所述控制模块与放大模块、量程转换模块、可调光驱动模块和光强度检测模块相连接，采样放大模块和光强度检测模块输出的信号，并进行数据分析和处理，发送指令给量程转换模块和可调光驱动模块。

所述散热器外壳由如下重量百分比的成分组成：C：0.56-0.78％，Si：0.20-0.30％，Mn：5.2-5.6％，Cu：0.5-0.7％，Cr：1.3-1.5％，Mo：0.20-0.25％，V：0.15-0.22％，Al：0-0.12％，W：0.8-1.2％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

所述散热器外壳的制备方法包括如下步骤：

S1、按照上述散热器外壳的组成成分及其重量百分比配取原料，将原料破碎细化成金属粉末，并在氢气或真空条件下，将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒；

S2、将步骤S1中制得的大颗粒或团粒粉末在450MPa-500MPa的压力下压制成坯件，并在1050℃-1100℃下烧结2-4小时；

S3、将步骤S2中烧结后的坯件分别进行粗车、半精车，然后进行热处理，热处理为：在680-720℃高温回火2-3小时，于860-880℃下正火4-5小时，出炉空冷至830-850℃进行淬火2-3小时，先在水中冷却至580-620℃再油冷至室温；在580-630℃下回火2-4小时。

优选地，所述放大模块采用型号为OP07放大芯片。

优选地，所述量程转换模块采用MAXIM公司推出的型号为MAX4602的集成模拟开关芯片。

优选地，所述光强度检测模块采用光敏电阻。

优选地，所述控制模块产生PWM控制信号并发送给所述可调光驱动模块。

优选地，所述控制模块(104)选用Microchip公司的芯片PIC12F615。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)减少外界环境因素对感应灯的影响，减少误触发率；

(2)具有光强度检测功能，根据实际环境光强度情况提供照明；

(3)可根据人与灯的距离调节照明亮度，进一步节约能源；

(4)体积小且使用寿命长。

附图说明

图1是本发明实施例微波感应LED灯的爆炸示意图；

图2是图1中散热器的结构示意图；

图3是本发明实施例微波感应LED灯的原理框图；

图4是本发明实施例微波感应LED灯中量程转换模块的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

参见图1-图2，微波感应LED灯包括灯头13、LED灯板14和灯罩15，灯头13与底座16顶部螺纹连接，底座16呈中空圆柱状且底座16末端固定安装有散热器12，底座16内壁对称地设置有两限位凹槽161，底座16内壁设置有两向底座16末端方向延伸的固定柱162且固定柱162中空设置；散热器12包括呈空心圆台状的散热器壳体121、若干散热片20，散热器壳体121包括有散热器外壳1211和散热片基座1212，散热器外壳1211和散热片基座1212固定连接，若干散热片20均匀焊接在散热片基座1212上，散热片基座1212上开设有两固定孔12121，LED灯板14呈圆盘状且LED灯板14上开设有两安装孔141，LED灯板14上还均匀排列有LED灯条30，所述固定孔12121、安装孔141和固定柱162设置于同一条轴线上，两螺丝40分别贯穿通过LED灯板14的两安装孔141、散热器12的两固定孔12121并与固定柱162螺纹连接，散热器12远离底座16的敞口端与灯罩15的开口端卡扣连接。

散热器12敞口端的内壁上开设有若干通槽122，灯罩15开口端内壁上还开设有与卡槽对应且过盈配合的若干凸状卡部151，每个卡部151可卡嵌在通槽122内。

两限位凹槽161将驱动板卡限在底座16内部；本LED灯整体呈“铃铛”形设置,其中的驱动器卡嵌在底座116内壁的两限位凹槽161中，充分利用了底座16内的空间，体积明显减小。

参见图3，图3所示为本发明实施例微波感应LED灯的原理框图，包括微波感应模块101、放大模块102、量程转换模块103、控制模块104、可调光驱动模块105、光强度检测模块106和LED光源107，其中，

微波感应模块101用于检测人体移动，并将其转换为电信号，发送给放大模块102；

放大模块102与控制模块104相连接，用于将电信号进行线性放大，其放大倍数受控于量程转换模块103，控制模块104采样放大模块102输出的电信号，并根据该信号调节量程转换模块103进而控制放大模块102的放大倍数；

量程转换模块103与控制模块104相连接，用于控制放大模块102的放大倍数，根据控制模块104的指令输出控制信号给放大模块102；

可调光驱动模块105用于输出驱动电流点亮LED光源107，其输出驱动电流受控于控制模块104；

光强度检测模块106用于检测当前环境光强度值并发送给控制模块104；

控制模块104与放大模块102、量程转换模块103、可调光驱动模块105和光强度检测模块106相连接，采样放大模块102和光强度检测模块106输出的信号，并进行数据分析和处理，发送指令给量程转换模块103和可调光驱动模块105。

微波感应模块101感应人体移动产生的电信号强度极其微弱，并与距离成一定比例关系，需要经过运算放大其信号，因此要通过放大模块放大到合适的范围，同时需要考虑降低噪声和外界干扰的影响。输出信号的幅值随距离的变化跨度很大，在几个数量级间变化。本发明实施例微波感应模块不仅仅要感应到人体移动，而且要根据感应信号的强度估算人体和LED灯之间的距离，以便根据需求调节LED灯照明亮度。采用单一放大倍数的放大模块将会引入较大误差，因此，本发明实施例增加量程转换模块103控制放大模块102进行放大倍数切换。

参见图4，本发明实施例微波感应LED灯中量程转换模块的原理框图，通过在放大模块中加入量程转换模块控制量程变化，量程转换模块选用多路模拟开关。模拟开关具有四路开关，分别为K1、K2、K3和K4，每路开关分别接有用于调节放大倍数的电阻R1、R2、R3和R4，具有不同的电阻值，控制模块103通过控制不同模拟开关的切换不同的电阻值来控制放大倍数。

模拟开关一般为多个通道的，通道数越多，寄生电容和漏电流就越大。当控制一个通道选通时，其他通道处于高阻状态，会存在对漏电流对通道产生影响，所以在选择模拟开关时，由于光电流信号比较微弱，当漏电流较大时，对测量光信号产生大的误差，通过综合各方面考虑，本发明实施例采用一款漏电流小的模拟开关MAX4602，减少漏电流对检测电路的影响。MAX4602模拟开关是MAXIM公司推出的四通道模拟开关。

放大模块102采用OP07放大芯片，OP07是一种低功耗，非斩波稳零的运算放大器，具有非常低的失调电压(最大为150uV)，低失调电压漂移(0.5uV/℃)，低低偏置电流(2nA)等特点。OP07为8管脚的DIP封装，一般采用双电源供电，同时也可以采用单电源。OP07同时具有低的输入偏置电流和高开环增益的特性使得OP07适用于高增益的测量设备和放大微弱信号等方面。

光强度检测模块106采用光敏电阻；光敏电阻产生的阻值与环境的光强度值成正比，可以采用更为简单的测出光强度值，一般采用电阻分压，采样电压值就可以测出光强度值。

控制模块104产生PWM信号并输出给可调光驱动模块105调节其输出驱动电流，进而调节LED光源107的亮度。控制模块104的控制方式如下：首先由光强度检测模块106的光强度值判断当前环境是否需要开启照明；如果当前环境不需要开启照明，则不作任何动作；如果需要开启照明，根据采样的微波信号值测算人体与LED灯之间的距离，根据距离变化输出PWM信号调节LED光源的亮度；正常情况都是一个由远及近再远的过程，控制量程转换模块103将放大模块102切换到最大放大倍数，此时微波感应模块101能检测的距离最远；当开始检测到有人体移动，信号较弱，此时人距离灯还较远，调节LED光源至最亮；随着人体不断靠近，信号逐渐变强，若超出测量范围，则切换至低一档量程以便更精确的检测，同时随信号的变化不断调节LED光源的亮度，随着信号的增强不断调低亮度，随着信号的减弱不断的增强亮度，能够提供足够的照明，同时能进一步充分利用能源。

在一种优选的实施方式中，控制模块104选用Microchip公司的芯片PIC12F615，它是一个低功耗、高性能8位微控制器，片上Flash允许程序存储器在系统可编程，为许多嵌入式控制系统提供高灵活性、高性价比的解决方案。

为了提高散热器外壳1211的机械性能，以加强整个微波感应LED灯的使用寿命，本发明的散热器外壳由以下重量百分比的成分组成：C：0.56-0.78％，Si：0.20-0.30％，Mn：5.2-5.6％，Ni：0-0.1％，Cu：0.5-0.7％，Cr：1.3-1.5％，Mo：0.20-0.25％，V：0.15-0.22％，Al：0-0.12％，W：0.8-1.2％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

当碳含量增加时，碳调质钢的屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量过高时，碳调质钢的耐腐蚀能力变差。

加入了提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等，这些合金元素除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高强度。

加入Cr能显著提高强度、硬度，又能保证塑性和韧性，并提高碳调质钢的耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性，还可提高回火稳定性。

适量提高锰含量可以改进加工性能，使其具有足够的韧性，并可提高抗拉强度、硬度和淬性。过量的锰反而会减弱碳调质钢的抗腐蚀能力，此外，Cr与Mn与其他元素相比，价格相对较低，适当提高Cr与Mn的含量可以在不影响其他性能的同时降低生产成本。因此所述将Mn含量控制在5.2-5.6％，使散热器外壳具有较好的抗拉强度、硬度和抗腐蚀性能。

硅，与钼、铬等结合，能提高硬度、抗腐蚀性和抗氧化的作用，并提高耐热性。

铜能提高强度和韧性，但是过量的铜会容易产生热脆，因此可根据其他元素产生协同的元素，选择适当添加。

加入Al，与铬、硅合用，不仅可以细化晶粒，提高冲击韧性，还可以提高耐高温腐蚀性能。

而V可以与碳形成碳化物，不仅能细化晶粒，提高强度和韧性，还可以在高温高压下提高其耐腐蚀性能。

因为含Ni、Cr、Mn的钢在高温回火慢冷时容易产生回火脆性，因此需要在钢中加入Mo、W防止回火脆性的发生。

因为碳含量较低，锰含量较高，所以需要严格控制杂质，尤其是S、P的含量。所述不可避免的杂质为不大于0.025％的P以及不大于0.02％的S。

所述散热器外壳1211制备方法包括如下步骤：

热处理的金相组织是回火索氏体，这种组织具有强度、塑性和韧性的良好配合，因此能提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能。其中高温回火可以消除因锻轧而存在的内应力，降低硬度，方便切削加工。

而影响淬裂的原因有散热器外壳热处理工艺的不完善，加热温度、保温时间、冷却介质等，最主要的原因是淬火温度对合金金相组织、硬度及变形、开裂造成的影响。传统热处理工艺一般在850℃左右淬火，温度偏高，加热时间稍长，容易造成轻微过热，在奥氏体化时，易使奥氏体晶粒粗大；淬火时，碳调质钢本身的冷却速度慢。传统热处理中淬火温度为800-820℃，冷却介质为水或盐水，水温为室温，经不断试验发现，这样的回火处理在实际生产中容易出现不同程度的淬火裂纹，容易造成许多废品，严重浪费材料。而本发明热处理中碳调质钢在达到淬火温度后不保温立即淬火，并采用油水双液淬火即将加热好的坯件先在水中停留一定时间，冷却至580-620℃，然后油冷至室温，水中冷却的目的是不使过冷奥氏体发生珠光体转变，降低组织应力，从而不淬裂。

测试得到的散热器外壳的性能参数如下：硬度(HRC)：72-75，拉伸强度：850-900MPa，非常符合LED灯使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种微波感应LED灯，其特征在于，包括灯头、LED灯板和灯罩，所述灯头与底座顶部螺纹连接，所述底座呈中空圆柱状且底座末端固定安装有散热器，所述底座内壁对称地设置有两限位凹槽，所述底座内壁设置有两向底座末端延伸的固定柱且所述固定柱中空设置；

还包括安装于限位凹槽内的驱动电路板；

所述驱动电路板包括：微波感应模块(101)、放大模块(102)、量程转换模块(103)、控制模块(104)、可调光驱动模块(105)、光强度检测模块(106)，其中，

所述微波感应模块(101)用于检测人体移动，并将其转换为电信号；

所述放大模块(102)用于将所述电信号进行线性放大，其放大倍数受控于所述量程转换模块(103)；

所述量程转换模块(103)与控制模块(104)相连接，用于控制所述放大模块(102)的放大倍数，根据所述控制模块(104)的指令输出控制信号给放大模块(102)；

所述可调光驱动模块(105)用于输出驱动电流点亮所述LED灯条，其输出驱动电流受控于所述控制模块(104)；

所述光强度检测模块(106)用于检测当前环境光强度值并发送给所述控制模块(104)；

所述控制模块(104)与放大模块(102)、量程转换模块(103)、可调光驱动模块(105)和光强度检测模块(106)相连接，采样放大模块(102)和光强度检测模块(106)输出的信号，并进行数据分析和处理，发送指令给量程转换模块(103)和可调光驱动模块(105)；

所述散热器外壳由如下重量百分比的成分组成：C：0.56-0.78％，Si：0.20-0.30％，Mn：5.2-5.6％，Cu：0.5-0.7％，Cr：1.3-1.5％，Mo：0.20-0.25％，V：0.15-0.22％，Al：0-0.12％，W：0.8-1.2％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素；

所述散热器外壳的制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的微波感应LED灯，其特征在于，所述放大模块(102)采用型号为OP07放大芯片。

3.根据权利要求1或2所述的微波感应LED灯，其特征在于，所述量程转换模块(103)采用MAXIM公司推出的型号为MAX4602的集成模拟开关芯片。

4.根据权利要求3所述的微波感应LED灯，其特征在于，所述光强度检测模块(106)采用光敏电阻。

5.根据权利要求1所述的微波感应LED灯，其特征在于，所述控制模块(104)产生PWM控制信号并发送给所述可调光驱动模块(105)。

6.根据权利要求5所述的微波感应LED灯，其特征在于，所述控制模块(104)选用Microchip公司的芯片PIC12F615。