CN201425247Y - 带有太阳能电池板的led路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及带有太阳能电池板的LED路灯，灯杆上部安装灯头支架，灯头支架上安装模块化灯头，模块化灯头包括散热板、固定于散热板的光源模块，光源模块包括基板、LED颗粒、反射器、透光板，基板固定于散热板上，基板上印制电路；基板上焊接多个LED颗粒，沿每个LED颗粒投射光线方向各设有一反射器，反射器固定于基板上，或者反射器固定于反射器板上，反射器出射光线方向设透光板，透光板与散热板固定相连，两者间垫有密封圈；灯头支架上安装太阳能电池板，太阳能电池板处于灯头上方，太阳能电池板与灯头间留有散热空隙，太阳能电池板与蓄电池相联。本实用新型有效地利用了太阳能，节约能源。

Description

带有太阳能电池板的LED路灯

技术领域

本实用新型属于照明技术领域，涉及一种带有太阳能电池板的LED路灯。

背景技术

目前的LED路灯一般由灯杆、灯头支架、壳体、光源模块、电路及辅助构件等组成，其将光源模块和电路整合在一个密闭的灯壳内。而由于LED工作时发热量大，在这种情况下，LED颗粒发出的热量会导致颗粒PN节温的温度大幅度上升，相当于整个路灯工作于一个相对温度较高的环境中，从而对LED颗粒的寿命产生很大的影响，降低其使用寿命，同时产生的热量对电源也会产生不良影响。

其次，对于眩光问题，根据道路具体情况，现有的LED路灯为满足不同杆高、不同照明需求而进行单独设计，很难统盘考虑到所有情况，且单个光源出射光线，很难控制眩光。并且，由于每次重新设计，既要考虑降低眩光，又要考虑路面光线的均匀性二者很难两全。这种特定设计的LED路灯只能满足特定道路的要求，其通用性低，设计成本高，不能体现LED路灯的优越性，不利于大规模推广。

再次，由于LED发出的光线具有很强的方向性，不同的道路需要不同的发光角度以适应路况，否则很可能会在道路上出现暗区甚至是无光区。现有的LED路灯，其安装角度为固定式的，即路灯发出的光线角度不能调节，其就存在上述问题。

最后，每条道路都需要一个特定的LED路灯造型，从灯头的内部结构到外部的灯杆、灯头外观都需要配合道路景观，因此，不同造型的路灯设计方案需要进行不同的灯具开模，一个路灯灯具开模成本大约50万元，因其仅仅是针对特定的道路而设计的，故生产量少，整条道路的照明设备成本高。另，在维护方面，更换相同结构的灯具时，维护成本高，若无产品库存则给维护带来极大不便。

发明内容

本实用新型公开了一种带有太阳能电池板的LED路灯，本实用新型将灯头模块化，各个模块化灯头可以方便地组装，解决了现有LED路灯存在的上述技术问题。

本实用新型所采取的技术方案如下：方案一：带有太阳能电池板的LED路灯，包括灯杆、灯头支架、LED颗粒，灯杆上部安装灯头支架，灯头支架上安装至少一个模块化灯头，模块化灯头包括散热板、固定于散热板的至少一个光源模块，所述的光源模块包括基板、LED颗粒、反射器、透光板，所述的基板固定于散热板上，基板上印制电路；基板上焊接多个LED颗粒，沿每个LED颗粒投射光线方向各设有一反射器，反射器固定于基板上，或者反射器固定于反射器板上，所述反射器出射光线方向设透光板，透光板与散热板固定相连，两者间垫有密封圈；所述的灯头支架上安装太阳能电池板，太阳能电池板处于灯头上方，太阳能电池板与灯头间留有散热空隙，太阳能电池板与蓄电池相联。

所述的LED路灯，透光板、基板、散热板相对应地开有散热通孔，或者透光板、反射器板、基板、散热板相对应地开有散热通孔。

所述的LED路灯，散热通孔穿伸通管，通管外壁与散热通孔密封配合。

所述的LED路灯，散热板由铝、铜、铜合金、铝合金、镁铝合金或导热陶瓷或者至少上述两种材料相嵌而制成，背部呈鳍片状或涡轮状。

方案二：带有太阳能电池板的LED路灯包括灯杆、灯头支架、LED颗粒，灯杆上部安装灯头支架，灯头支架上安装至少一个模块化灯头，模块化灯头包括散热板、固定于散热板的至少一个光源模块，所述的光源模块包括基板、LED颗粒、透镜、透光板，基板固定于散热板上，基板上印制电路；基板上焊接多个LED颗粒，沿每个LED颗粒投射光线方向各设有透镜，透镜安装于透光板，透镜与透光板一体成型，透光板与散热板固定相连，两者间垫有密封圈；所述的灯头支架上安装太阳能电池板，太阳能电池板处于灯头上方，太阳能电池板与灯头间留有散热空隙，太阳能电池板与蓄电池相联。

所述的LED路灯，透光板、基板、散热板相对应地开有散热通孔。

所述的LED路灯，散热通孔穿伸通管，通管外壁与散热通孔密封配合。

方案三：带有太阳能电池板的LED路灯包括灯杆、灯头支架、LED颗粒，灯杆上部安装灯头支架，灯头支架上安装至少一个模块化灯头，模块化灯头包括散热板、固定于散热板的至少一个光源模块，光源模块包括基板、LED颗粒、反射器、透镜、透光板，基板固定于散热板上，基板上印制电路；基板上焊接多个LED颗粒，沿每个LED颗粒投射光线方向各依次设有反射器、透镜，反射器固定于基板上，或者反射器固定于反射器板上，透镜安装于透光板上，透光板与散热板固定相连，两者间垫有密封圈；所述的灯头支架上安装太阳能电池板，太阳能电池板处于灯头上方，太阳能电池板与灯头间留有散热空隙，太阳能电池板与蓄电池相联。

所述的LED路灯，透光板、基板、散热板相对应地开有散热通孔，或者透光板、反射器板、基板、散热板相对应地开有散热通孔。

所述的LED路灯，散热通孔穿伸通管，通管外壁与散热通孔密封配合。

本实用新型的LED路灯具有以下技术效果：

1、有利于灯具的散热：首先，现有的LED路灯将多颗LED集中在有限的密闭灯壳中，LED光源产生的大量热能无法被及时的发散，散热效果差，直接导致LED结温升高，降低LED的使用寿命，加速LED的光衰，影响路灯的光照效率。本实用新型将灯头模块化，每个灯头里的LED数量相对较少，而有效散热面积较大，这样，就可以有效地解决LED的散热问题，及时将LED发出的热量散发出去，有效地控制结温。另，在本实用新型的优选方式中，还在光源模块上形成微孔对流的通孔或通管，可以更有效地解决散热问题。其次，本实用新型的控制系统还增加了温度检测及过温保护功能，在检测到LED颗粒温度过高时，可以自动降低电流以保护LED，从而保障灯具的总体质量及使用寿命。最后，在灯头的上部设计了遮阳罩，从而避免高温烈日直射灯头，造成LED的温度过高，这样可以解决日照带来的负面影响。

2、本实用新型LED路灯的灯头角度可调，从而改善了眩光现象。其可以根据不同的眩光保护角度需求，进行不同的配光及路灯光线角度调整，可以由一个或多个LED灯头组成满足不同路况照明要求的LED路灯。

3、本实用新型LED路灯的发光方向，有利于满足不同路况的配光需求。使用一个或多个模块化灯头，可满足不同功率、不同配光需求的道路，并提高了LED路灯在设定区域内的照度均匀度，其组装简便、通用性强，可以根据不同的需要增加或减少灯头的数量，通过灯头的角度调节，组装出满足不同需求的LED路灯，以实现不同道路的照明要求。

4、首先，本实用新型采用的模块化灯头可通用，具有多种造型，如方形、圆形、椭圆形、菱形、三角形等，可满足不同道路的照明需求，路面不存在暗区或无光区。其次，由于模块化灯头不再受路灯造型的限制，一次开模即可，其多用一条道路至少节省一次开模成本约50万元，该技术推广使用后，节约成本可达数亿。同时，模块化的灯头可实现长期、大批量生产，从而单个灯头的生产成本大大降低。具体实施时，仅需设计符合道路环境要求的灯头支架造型，然后选用一组形状较为合适的模块化灯头安装在支架上，节约了设计成本。在维护方面，灯头支架仅仅是模块结构，根据道路照明需求以及灯头配光情况固定后即可，预计10年内的维护费用几乎为零。再次，路灯光源由一至多个灯头模块组成，其中一个灯头发生故障需要更换，只需更换其中一个灯头即可，对其它灯头不产生影响，更换简便且成本低。因灯头具有通用性，从而无需担心产品的库存问题，有利于大规模生产，维护检修也简便。

5、有效地利用了太阳能，节约能源。

附图说明

图1是实施例一的立体爆炸图。

图2是实施例一的组装结构示意图。

图3是灯头安装角度示意图。

图4是实施例一模块化灯头的立体结构爆炸图。

图5是散热板的立体结构图。

图6是反射器板的立体结构图。

图7是实施例二模块化灯头的立体结构爆炸图。

图8是实施例二透光板的立体结构图。

图9是实施例三模块化灯头的立体结构爆炸图。

图10是实施例四双基板外凸结构示意图。

图11是实施例四双基板外凸结构的灯头示意图。

图12是实施例五双基板内凹结构的灯头示意图。

图13是实施例六模块化灯头的立体结构爆炸图。

图14是实施例六透光板的立体结构图。

图15是实施例六反射器板的立体结构图。

图16是实施例七模块化灯头的立体结构爆炸图。

图17是实施例七透光板的立体结构图。

图18是实施例八的照射区域分段配光示意图。

图19是实施例九的照射区域分段配光示意图。

图20是实施例十的照射区域分段配光示意图。

图21是实施例十一的三灯头照射区域重叠配光示意图。

图22是本实用新型LED路灯的控制系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

实施例一：参照图1、2，灯杆6直立安装于地面之上，灯杆6的上部铰接一灯头支架3，调整好LED路灯的发射光线方向后，通过螺栓或其它紧固件将灯杆6与灯头支架3固定相连。灯头支架3采用矩形骨架结构，其外端微向上翘，从图3方向所示，两灯头支架3与灯杆6整体呈Y形。灯头支架3俯视方向呈日字形，于内部空余部的两长边间安装两根转轴31，转轴31上转动式安装多个模块化灯头4，当灯头调整好投射光线的方向后，灯头4通过紧固件2(如螺栓或螺钉)固定于灯头支架3。灯头支架3作为路灯的支臂而非固定于其它具有仰角的支臂上时，可朝着道路宽度方向进行0-15度仰角的调整，路灯定型完毕后，该角度保持不变。

灯杆6的最上方固定安装太阳能电池板1，太阳能电池板1处于灯头支架3的上方，太阳能电池板1与灯头4间的距离为5-20cm，其形状可以是板状长方形、板状椭圆形或其它配合景观设计的形状，但不论什么形状都将隔绝太阳光线照射至灯头4，从而避免灯头模块4受到强光直射。太阳能电池板1与蓄电池5相联，蓄电池5安装于灯杆6上。

参见图3，根据道路照明具体情况，灯头4在安装时，其角度可沿着路面纵向进行α角度的调整(α的范围为0-56度，具体需根据灯头数目和道路配光方案确定)，安装完毕后，该角度保持不变。灯头4的后侧面连接的正中位置留有防水电路接口。灯头4的形状可以是方形、长方形及其它配合景观的形状。

灯杆6上固定安装蓄电池5，蓄电池5为LED光源提供恒流电源。

参照图4-6，模块化灯头4包括散热板12及固定于散热板12上的光源模块，散热板12由易导热材料如铝、铜、铜合金、铝合金、镁铝合金或导热陶瓷等通过铸造、挤压、切削等方法制作而成，或者至少由两种上述材料相嵌(即一种材料为主材料，另一种材料镶嵌于该主材料，作为主材料的一部分)而成；同时，散热板12作为LED的散热器，背部呈鳍片状，这样可以增大与空气的接触面积，以增大散热面积，有利于迅速把LED发出的热量传导到空气中，保证LED的正常工作，延长使用寿命。

光源模块由LED颗粒10、基板11、反射器9和透光板7组成，基板11可以为铝基板、铜基板、PCB等具有良好导热性能的基板，基板11粘接于散热板12的正面，基板11上印制电路，基板11上焊接多个LED颗粒10，沿每个LED颗粒10的投射光线方向设有反射器9，多个反射器9固定于反射器板91上，反射器板91与反射器9一体成型。反射器9的出射光线方向设有透光板7，透光板7与散热板12固定相连，两者间垫有密封圈8。

实施例二：如图7、8所示，与实施例一相比，本实施例无反射器及反射器板，而采用透镜71，透镜71处于LED的投射光线方向，其与透光板7一体成型。其它内容与实施例一相同。

实施例三：如图9所示，与实施例一相比，本实施例的反射器9固定于基板11之上，而无需反射器板。其它内容与实施例一相同。

实施例四：如图10、11所示，本实施例采用双基板外凸结构，其它内容与实施例一相同。

实施例五：如图12所示，本实施例采用双基板内凹结构，其它内容与实施例一相同。

实施例六：本实施例在实施例一的基础之上增设了散热通孔，参见图13-15，散热板12、基板11、反射器板91、透光板7于中部位置相对应地开有多个通孔，透光板7上的通孔处设有通管72，通管72与透光板7一体成型。通管72依次穿过反射器板91、基板11上相应的小孔后与散热板12的小孔对齐并紧密配合，此时，通管72兼具定位作用。

由于中部的LED颗粒的散热表面积相对边缘的LED颗粒的散热表面积要小，并且散热器中部最容易聚积热量，从而造成中部LED散热困难，直接导致中部LED结温升高，降低了LED的使用寿命，加速LED的光衰，影响整体灯具的效率和可靠性。本实施例通过通管的作用，使空气从中通过时，形成对流，带走中部散热器中部的热量，使散热器的热量散发更快，从而加快LED基板到散热器的热量传导，最终降低LED结温，延长LED的使用寿命，提升整体灯具的效率和可靠性。

本实施例的其它内容与实施例一相同。

实施例七：如图16、17所示，本实施例在实施例二的基础上，于散热板12、基板11、反射器板91增设通孔及于透光板7上增设通管72，通管72穿过基板11上的小孔后与散热板12的小孔对齐并紧密配合，此时，通管72兼具定位作用。其它内容与实施二相同。

实施例八：三灯头配光方案，参照图18，为使光照在马路纵向的照度均匀性，安装时，最外面的两灯(即灯头41和43)与水平方向成一向外夹角，角度的范围为：20°-40°，中间的灯(即灯头42)水平安装。

灯头41和43的结构采用实施例四或实施例五的技术方案。

道路A区为灯头41的照射区域，道路B区为灯头42的照射区域，道路C区为灯头43的照射区域。

本实施例根据照射区域的具体情况，确定灯头数量并分段配光，每个灯头负责照明区域的特定部分区域的照明和每个灯头进行单独配光，这样的配光方案有利于实现不同的配光需求，适应不同的路况照明要求，提高光效，达到最大限度节能的目的。

本实施例的其它内容与实施例一相同。

实施例九：四灯头配光方案，参照图19，为使光照在马路纵向的照度均匀，安装时，最外面的两灯(即灯头41和44)与水平方向成一向外夹角，角度的范围为：45°-55°，靠近灯竿的两个灯(即灯头42和43)与水平方向成一向外夹角，角度的范围为：20°-30°。

灯头41和44的结构采用实施例四或实施例五的技术方案。

道路A区为灯头41的照射区域，道路B区为灯头42的照射区域，道路C区为灯头43的照射区域，道路D区为灯头44的照射区域。

本实施例的其它内容与实施例一相同。

实施例十：六灯头配光方案，参照图20，为使光照在马路纵向的照度均匀，安装时，最外面的两灯(即灯头41和46)与水平方向成一向外夹角，角度的范围为：45°-55°，中间两灯头(即灯头42和45)与水平面的夹角范围为：28°-45°，靠近灯竿的两个灯(即灯头43和44)与水平方向成一向外夹角，角度的范围为：0°-12°。

灯头41和46的结构采用实施例四或实施例五的技术方案。

道路A区为灯头41的照射区域，道路B区为灯头42的照射区域，道路C区为灯头43的照射区域，道路D区为灯头44的照射区域，道路E区为灯头45的照射区域，道路F区为灯头46的照射区域。

本实施例的其它内容与实施例一相同。

本实用新型的配光方式不限以上三个实施例。

实施例十一：如图21所示，由三个灯头41、42、43组装成整灯，道路A区为灯头41、42、43共同的照射区域。

通过以上四个实施例来说明本实用新型采用各个灯头单独配光，每个灯头负责特定区域的照明，由若干个安装角度可调的灯头组成整灯照明，所有灯头中，各个灯头根据照明要求按照一定角度安装，这样可以做到照度均匀，有效的提高能源的利用率，并且最大限度的消除眩光。

本实施例的其它内容与实施例一相同。

如图22所示，白天太阳能光伏组件产生的电能通过系统控制器，将电能储存在蓄电池内，晚上系统控制器检测到光伏电池组件的输出电压低于一定值，该电压值可以根据道路照明的需要设定，通过控制器给多路恒流源供电；当系统控制器检测到蓄电池的电压低于额定电压的40％时，通过PWM调节来控制输出电流，使输出电流减小，根据蓄电池电量的减少，通过调节PWM使输出功率也不断降低，以此来保护蓄电池。

PWM调光及温度保护单元，此单元由主控电路供电，当LED在温度升高的时，发光效率会降低，导致发热更加厉害，从而形成恶性循环，在本实用新型中加入了温度保护功能，在LED的温度超过设定值时，通过改变PWM输出的占空比宽度，以此来降低恒流源输出的电流，从而达到保护LED的目的，此单元还可以通过调节输出PWM来调节电源输出电流的大小，以适应不同工作电流的灯具的需要。

示例中恒流源为三路，分别给三路LED供电，这样，可以符合LED灯具的需要，方便的给多灯头的LED路灯供电，也可以给单灯头，多路LED的灯具供电，PWM调光及温度保护也可以根据需要使用一个控制多个，或一对一的控制。

上述只是对本实用新型实施例所作的说明，而并非作为对本实用新型的限制，本技术领域的普通技术人员应当认识到，任何对本实用新型所作的变换都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、带有太阳能电池板的LED路灯，包括灯杆(6)、灯头支架(3)、LED颗粒(10)，灯杆(6)上部安装灯头支架(3)，其特征在于：所述的灯头支架(3)上安装至少一个模块化灯头(4)，所述的模块化灯头(4)包括散热板(12)、固定于散热板(12)的至少一个光源模块，所述的光源模块包括基板(11)、LED颗粒(10)、反射器(9)、透光板(7)，所述的基板(11)固定于散热板(12)上，基板(11)上印制电路；基板(11)上焊接多个LED颗粒(10)，沿每个LED颗粒(10)投射光线方向各设有一反射器(9)，所述的反射器(9)固定于基板(11)上，或者反射器(9)固定于反射器板(91)上，所述反射器(9)出射光线方向设透光板(7)，透光板(7)与散热板(12)固定相连；所述的灯头支架(3)上安装太阳能电池板(1)，太阳能电池板(1)处于灯头(4)上方，太阳能电池板(1)与灯头(4)间留有散热空隙，太阳能电池板(1)与蓄电池(5)相联。

2、如权利要求1所述的带有太阳能电池板的LED路灯，其特征在于：所述的透光板(7)、基板(11)、散热板(12)相对应地开有散热通孔，或者透光板(7)、反射器板(91)、基板(11)、散热板(12)相对应地开有散热通孔。

3、如权利要求2所述的带有太阳能电池板的LED路灯，其特征在于：所述的散热通孔穿伸通管(72)，通管外壁与散热通孔密封配合。

4、如权利要求1所述的带有太阳能电池板的LED路灯，其特征在于：所述的散热板(12)由铝、铜、铜合金、铝合金、镁铝合金或导热陶瓷或者至少上述两种材料相嵌而制成，背部呈鳍片状或涡轮状。

5、带有太阳能电池板的LED路灯，包括灯杆(6)、灯头支架(3)、LED颗粒(10)，灯杆(6)上部安装灯头支架(3)，其特征在于：所述的灯头支架(3)上安装至少一个模块化灯头(4)，所述的模块化灯头(4)包括散热板(12)、固定于散热板(12)的至少一个光源模块，所述的光源模块包括基板(11)、LED颗粒(10)、透镜(71)、透光板(7)，基板(11)固定于散热板(12)上，基板(11)上印制电路；基板(11)上焊接多个LED颗粒(10)，沿每个LED颗粒(10)投射光线方向各设有透镜(71)，透镜(71)安装于透光板(7)上，透镜(71)与透光板(7)一体成型，透光板(7)与散热板(12)固定相连；所述的灯头支架(3)上安装太阳能电池板(1)，太阳能电池板(1)处于灯头(4)上方，太阳能电池板(1)与灯头(4)间留有散热空隙，太阳能电池板(1)与蓄电池(5)相联。

6、如权利要求5所述的带有太阳能电池板的LED路灯，其特征在于：所述的透光板(7)、基板(11)、散热板(12)相对应地开有散热通孔。

7、如权利要求5所述的带有太阳能电池板的LED路灯，其特征在于：所述的散热通孔穿伸通管(92)，通管外壁与散热通孔密封配合。

8、带有太阳能电池板的LED路灯，包括灯杆(6)、灯头支架(3)、LED颗粒(10)，灯杆(6)上部安装灯头支架(3)，其特征在于：所述的灯头支架(3)上安装至少一个模块化灯头(4)，所述的模块化灯头(4)包括散热板(12)、固定于散热板(12)的至少一个光源模块，所述的光源模块包括基板(11)、LED颗粒(10)、反射器(9)、透镜(71)、透光板(7)，基板(11)固定于散热板(12)上，基板(11)上印制电路；基板(11)上焊接多个LED颗粒(10)，沿每个LED颗粒(10)投射光线方向各依次设有反射器(9)、透镜(71)，反射器(9)固定于基板(11)上，或者反射器(9)固定于反射器板(91)上，透镜(71)安装于透光板(7)上，透光板(7)与散热板(12)固定相连；所述的灯头支架(3)上安装太阳能电池板(1)，太阳能电池板(1)处于灯头(4)上方，太阳能电池板(1)与灯头(4)间留有散热空隙，太阳能电池板(1)与蓄电池(5)相联。

9、如权利要求8所述的带有太阳能电池板的LED路灯，其特征在于：所述的透光板(7)、基板(11)、散热板(12)相对应地开有散热通孔，或者透光板(7)、反射器板(91)、基板(11)、散热板(12)相对应地开有散热通孔。

10、如权利要求8所述的带有太阳能电池板的LED路灯，其特征在于：所述的散热通孔穿伸通管(72)，通管外壁与散热通孔密封配合。

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