CN208253403U - 一种太阳能led草坪灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能LED草坪灯，该草坪灯的结构包括：灯柱；太阳能板，设置于所述灯柱的顶端；灯座，设置于所述灯柱的底部；灯罩，设置于所述灯柱的上部；灯体，设置于所述灯罩的内部；蓄电池以及控制装置，设置于所述灯柱的内部；其中，所述蓄电池电连接所述太阳能板，所述控制装置电连接所述蓄电池以及所述灯体。本实用新型的草坪灯通过太阳能板收集太阳能，并将其转化为电能，储存在蓄电池里，可供草坪灯使用，从而有效地利用了绿色能源，经济环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明技术领域，特别是涉及一种太阳能LED草坪灯。
背景技术
随着我国经济的发展，对能源的需求与日俱增，绿色、环保、节能减排的理念越来越受到各政府企业的青睐。太阳能作为一种清洁能源，各种太阳能产品层出不穷，LED具有寿命长、发光效率高、显色性好、安全可靠、色彩丰富和易于维护的特点。太阳能LED照明充分结合了LED和太阳能两项绿色能源的优点，在某些场合成为了最佳解决方案。太阳能LED草坪灯以无须架设电缆、安装方便、美化环境、节约能源等优点得到广泛的应用。
但是目前的太阳能草坪灯结构相对较为复杂，不便于安装或者连接，而且草坪灯控制器不能动态精确控制整个系统，蓄电池寿命大幅下降，从而使太阳能草坪灯工作寿命和维护成本大大提高，这极大限制了它的推广和应用。
实用新型内容
因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本实用新型提出一种太阳能LED草坪灯。
具体地，本实用新型一个实施例提出的一种太阳能LED草坪灯，包括：
灯柱11；
太阳能板12，设置于所述灯柱11的顶端；
灯座13，设置于所述灯柱11的底部；
灯罩14，设置于所述灯柱11的上部；
灯体16，设置于所述灯罩14的内部；
蓄电池17以及控制装置18，设置于所述灯柱11的内部；其中，所述蓄电池17电连接所述太阳能板12，所述控制装置18电连接所述蓄电池17以及所述灯体16。
在本实用新型的一个实施例中，所述灯罩14内部安装有散光罩15，所述散光罩15内部安装所述灯体16。
在本实用新型的一个实施例中，所述灯罩14为钢化玻璃罩。
在本实用新型的一个实施例中，所述控制装置18包括：控制单元181，以及分别与所述控制单元181电连接的亮度检测单元182、太阳能充电单元183、电池监测单元184、LED驱动单元186和人体感应单元187。
在本实用新型的一个实施例中，所述控制装置18还包括：保护单元185，所述保护单元185为过充过放保护电路，用于对所述蓄电池17进行保护。
在本实用新型的一个实施例中，所述灯体16具有多个LED灯珠。
本实用新型具备如下优点：
1、本实用新型通过太阳能板收集太阳能，并将其转化为电能，储存在蓄电池里，可供草坪灯使用，从而有效地利用了绿色能源，经济环保。
2、本实用新型通过电池电量监测单元检测蓄电池的剩余电量，并根据剩余电量与满电量的比例通过控制单元及LED驱动单元调节灯体的亮度及时间的高低及长短，从而确保灯具在满足基本的照明需求前提下，延长照明时间，降低故障率，提高了蓄电池的使用寿命。
3、本实用新型通过人体感应单元，可以提高草坪灯的亮灯时间，同时也能够提高蓄电池的使用寿命，结构简单、合理。
通过以下参考附图的详细说明，本实用新型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，而不是作为本实用新型的范围的限定，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。
附图说明
下面将结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本实用新型实施例提供的一种太阳能LED草坪灯结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种太阳能LED草坪灯的控制装置示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种LED灯珠结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种双层透镜层LED灯珠结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种三层透镜层LED灯珠结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的一种LED灯珠散热基板结构示意图；
图7为本实用新型实施例提供的一种紫外灯芯结构示意图；
图8为本实用新型实施例提供的另一种LED灯珠结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
实施例一
请参见图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的一种太阳能LED草坪灯结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的一种太阳能LED草坪灯的控制装置示意图。该结构包括：
灯柱11；
太阳能板12，设置于所述灯柱11的顶端；
灯座13，设置于所述灯柱11的底部；
灯罩14，设置于所述灯柱11的上部；
灯体16，设置于所述灯罩14的内部；
蓄电池17以及控制装置18，设置于所述灯柱11的内部；其中，所述蓄电池17电连接所述太阳能板12，所述控制装置18电连接所述蓄电池17以及所述灯体16。
其中，所述灯罩14内部安装有散光罩15，所述散光罩15内部安装所述灯体16。
其中，所述灯罩14为钢化玻璃罩。
其中，所述控制装置18包括：控制单元181，以及分别与所述控制单元181电连接的亮度检测单元182、太阳能充电单元183、电池监测单元184、LED驱动单元186和人体感应单元187。
其中，所述控制装置18还包括保护单元185，所述保护单元185为过充过放保护电路，用于对所述蓄电池17进行保护。
其中，所述灯体16为LED灯，所述灯体16具有多个LED灯珠。
本实用新型的有益效果具体为：
1、本实用新型通过太阳能板收集太阳能，并将其转化为电能，储存在蓄电池里，可供草坪灯使用，从而有效地利用了绿色能源，经济环保。
2、本实用新型通过电池电量监测单元检测蓄电池的剩余电量，并根据剩余电量与满电量的比例通过控制单元及LED驱动单元调节灯体16的亮度及时间的高低及长短，从而确保灯具在满足基本的照明需求前提下，延长照明时间，降低故障率，提高了蓄电池的使用寿命。
3、本实用新型通过人体感应单元，可以提高草坪灯的亮灯时间，同时也能够提高蓄电池的使用寿命，结构简单、合理。
实施例二
请继续参见图1和图2，在上述实施例的基础上，本实施例将较为详细地对本实用新型提出的太阳能LED草坪灯进行介绍。该草坪灯包括：
灯柱11、灯座13、灯罩14、散光罩15、灯体16、蓄电池17、控制装置18、太阳能板12，太阳能电板设置于灯柱11的顶端，灯座13设置于灯柱11的底部，灯罩14设置于灯柱11的上部，灯罩14内安装有散光罩15，散光罩15内安装有灯体16，灯体16发出大部分的光线在散光罩15的作用下变得均匀柔和，灯体16为LED灯，灯体16具有若干LED灯珠，蓄电池17和控制装置18安装在灯柱11内部，蓄电池17与太阳能板12之间通过导线电连接在一起，控制装置18分别与所述蓄电池17以及所述灯体16电连接在一起。太阳能板12将日间的光能转化为电能以提供夜间的灯体16发光的能源。
其中，控制装置18主要包括控制单元181，以及分别与控制单元181电连接的亮度检测单元182、太阳能充电单元183、电池监测单元184、保护单元185、LED驱动单元186和人体感应单元187。
亮度检测单元182，用于检测光亮，区分白天和黑夜，使控制装置18处于断电或休眠状态，并通过太阳能充电单元183使太阳能板12对蓄电池17进行充电。
保护单元185即为过充过放保护电路主要是起到一个对蓄电池17进行保护的作用，不仅能防止太阳能电池给蓄电池17过充，同时也防止蓄电池17过放，这样提高电池的寿命。
通过电池监测单元184检测蓄电池17的剩余电量，并根据剩余电量与满电量的比例通过控制单元181控制LED驱动单元186调节灯体16的亮度及时间的高低及长短，从而确保灯具在满足基本的照明需求前提下，延长照明时间，降低故障率，提高了蓄电池17的使用寿命。
通过人体感应单元187检测是否有人靠近，在没有人靠近下可以将灯的亮度下降80％，只有保持20％的亮灯即可。一旦人靠近5米内亮度马上提高100％的亮度。可以很好的延续草坪灯的工作时间，电池也不会很快没有电，等白天的时候太阳能又接着给蓄电池17补电。
实现的方法步骤如下：1)在白天，利用亮度检测单元182，使控制装置18处于断电或休眠状态，并使太阳能板12对蓄电池17进行充电；2)在晚上，控制装置18上电，利用电池监测单元184检测出电池当前的电量，利用人体感应单元187检测是否有人靠近；3)根据亮度检测单元182、电池监测单元184和人体感应单元187提供的数据，推断出当前时间、电池当前电量情况以及人员靠近情况，可以列出相应的点灯时间及亮度。从而利用控制单元181及LED驱动单元186来实现亮度及时间的高低及长短。
实施例三
请参见图3，图3为本实用新型实施例提供的一种LED灯珠结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上对LED灯珠结构详细描述。该结构包括：散热基板01；紫外灯芯03，设置于所述散热基板上表面；硅胶层05，设置于所述散热基板以及所述紫外灯芯上表面。其中，所述散热基板01的材料为铜。进一步地，所述散热基板01外侧设置有沿宽度方向且平行所述散热基板平面的圆槽；其中，所述圆槽直径为0.3～2mm，所述圆槽之间的间距为0.5～10mm。其中，所述紫外灯芯03包括依次设置于蓝宝石衬底31表面的n-AlGaN层32，MQW层33，p-AlGaN层34，p-GaN层35；其中，所述MQW层33包括多个层叠设置的AlxGa1-xN层和AlyGa1-yN层。其中，所述硅胶层05包括N层透镜层，其中N大于等于2。其中，所述透镜层包括：下硅胶层；球形硅胶透镜层，设置于所述下硅胶层的上表面；上硅胶层，设置于所述下硅胶层以及所述球形硅胶透镜层的上表面。其中，所述球形硅胶透镜层中的球形透镜的半径大于10微米，且所述球形透镜之间的间距为5～10微米。其中，所述下硅胶层以及所述上硅胶层的折射率依次增加。进一步地，N层所述上硅胶层中至少一层含有荧光粉。进一步地，所述荧光粉包括红色荧光粉、绿色荧光粉以及蓝色荧光粉；其中，所述红色荧光粉的波长为626nm，所述绿色荧光粉的波长为515nm，所述蓝色荧光粉的波长为465nm。
实施例六
请一并参见图4～图8，图4为本实用新型实施例提供的一种双层透镜层LED灯珠结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的一种三层透镜层LED灯珠结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的一种LED灯珠散热基板结构示意图；图7为本实用新型实施例提供的一种紫外灯芯结构示意图；图8为本实用新型实施例提供的一种LED灯珠结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上对双层透镜层LED封装结构详细介绍，该LED封装结构如图4所示，包括：带有LED灯芯的封装散热基板21，第一下硅胶层221A、第一球形硅胶透镜层222A、第一上硅胶层223A、第二下硅胶层231A、第二球形硅胶透镜层232A以及第二上硅胶层233A。其中，第一球形硅胶透镜层222A以及第二球形硅胶透镜层232A的半径R大于10微米；第一球形硅胶透镜层222A到灯芯的距离大于3微米；第一球形硅胶透镜层222A之间的间距以及第二球形硅胶透镜层232A之间的间距为5～10微米，越小越好，间距可以相同也可以不同；散热基板21的厚度D为90～140微米；散热基板21的宽度W大于5mil(1mil＝1/45mm)，或者大于20微米。
其中，第一下硅胶层221A、第一球形硅胶透镜层222A以及第一上硅胶层形223A成第一透镜层22A，第二下硅胶层231A、第二球形硅胶透镜层232A以及第二上硅胶层233A形成第二透镜层23A。第一上硅胶层223A以及第二上硅胶层233A至少有一层包含荧光粉。
进一步地，第一透镜层22A及第二透镜层23A呈球状形成凸凸镜，在空气中，凸凸镜的焦距在1.07R～1.5R之间，而在本实施方式中，由于第一下硅胶层221A的存在，因此，凸凸镜的焦距可以修正为R/(2*(n2-n1))，其中，n2是第一球形硅胶透镜层222A在空气中的折射率，n1是第一下硅胶层221A在空气中的折射率，R是第一球形硅胶透镜层222A球形透镜的半径。在本实施方式中，优选地，两层球形透镜之间的距离是0～R/(n2-n1)；优选地，第二下硅胶层231A厚度大于R+0.5R/(n2-n1)；第二上硅胶层233A的厚度为R+50毫米～R+500毫米，进而可以实现更有的聚光效果。
进一步地，第一球形硅胶透镜层222A以及第二球形硅胶透镜层232A的材料为聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂、玻璃；第一下硅胶层221A、第二下硅胶层231A、第一上硅胶层223A以及第二上硅胶层233A的材料为环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅材料等(也可用作透镜材料)，但是环氧树脂类材料一定要与灯芯隔离，以防氧化。
第一下硅胶层221A、第二下硅胶层231A、第一上硅胶层223A以及第二上硅胶层233A的最新材料为甲基1.41折光率硅橡胶、苯基高折(1.54光折射率)有机硅橡胶，用到最外层最佳。
三层透镜层LED灯珠结构如图5所示，包括：带有LED灯芯的封装散热基板21，第一下硅胶层221B、第一球形硅胶透镜层222B、第一上硅胶层223B、第二下硅胶层231B、第二球形硅胶透镜层232B、第二上硅胶层233B、第三下硅胶层241B、第三球形硅胶透镜层242B以及第三上硅胶层243B。其中，第一球形硅胶透镜层222B、第二球形硅胶透镜层232B以及第三球形硅胶透镜层242B的半径R大于10微米；第一球形硅胶透镜层222B到灯芯的距离大于3微米；第一球形硅胶透镜层222B之间的间距、第二球形硅胶透镜层232B以及第三球形硅胶透镜层242B之间的间距为5～10微米，越小越好，间距可以相同也可以不同；散热基板21的厚度D为90～140微米；散热基板21的宽度W大于5mil(1mil＝1/45mm)，或者大于20微米。
第一下硅胶层221B、第一球形硅胶透镜层222B以及第一上硅胶层223B形成第一透镜层22B，第二下硅胶层231B、第二球形硅胶透镜层232B以及第二上硅胶层233B形成第二透镜层23B，第三下硅胶层241B、第三球形硅胶透镜层242B以及第三上硅胶层243B形成第三透镜层24B。第一上硅胶层223B、第二上硅胶层233B以及第三上硅胶层243B至少有一层包含荧光粉。
进一步地，第一球形硅胶透镜层222B、第二球形硅胶透镜层232B以及第三球形硅胶透镜层242B的材料为聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂、玻璃；第一下硅胶层221B、第二下硅胶层231B、第三下硅胶层241B、第一上硅胶层223B、第二上硅胶层233B以及第三上硅胶层243B的材料为环氧树脂、改性环氧树脂、有机硅材料等(也可用作透镜材料)，但是环氧树脂类材料一定要与灯芯隔离，以防氧化。第一下硅胶层221B、第二下硅胶层231B、第三下硅胶层241B、第一上硅胶层223B、第二上硅胶层233B以及第三上硅胶层243B的最新材料为甲基1.41折光率硅橡胶、苯基高折(1.54光折射率)有机硅橡胶，最好用到最外层。
优选地，LED封装结构可以包括多层透镜层，多层透镜层依次层叠。
如图6所示，其中，散热基板21的材料为金属铜，散热基板的厚度D1为0.5～10mm。散热基板外侧具有沿宽度W1方向且平行散热基板平面L1的圆槽；其中，圆槽直径R为0.3～2mm、圆槽间距L2为0.5～10mm。圆槽可以直接铸造形成，或者在铜散热基板上沿宽度方向直接钻孔形成。散热基板的面积可以根据灯具需要进行裁剪。
如图7所示，LED灯芯为紫外灯芯，紫外灯芯结构包括：依次设置于蓝宝石衬底31(Sapphire)表面的n-AlGaN层32，MQW层33，p-AlGaN层34，p-GaN层35，还包括阳极接触电极36以及阴极接触电极37；其中，MQW层33包括多个层叠设置的AlxGa1-xN/AlyGa1-yN。
进一步地，荧光粉为红色、绿色、蓝色荧光粉。其中，蓝色荧光粉为InGaN或GaN，波长为465nm，黄色荧光粉为(Y1Gd)3(AlGa)5O12，波长为550nm三基色红色荧光粉为Y2O2S:Eu3+，波长为626nm，蓝色荧光粉还可以为Sr5(PO4)3Cl:Eu2+，波长为447nm，绿色荧光粉为BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+，波长为515nm。
进一步地，从下层到上层(不包含球形硅胶透镜层)所有材料折射率从小到大排列，最上层折射率越小越好，小于1.5左右最佳，球形硅胶透镜层的折射率大于下硅胶层折射率以及大于上硅胶层折射率。
进一步地，如图8所示，LED紫外设置于散热基板上，LED灯芯上层封装含有荧光粉的硅胶层，荧光粉为红色、绿色、蓝色荧光粉，LED灯芯发出的紫外光激发荧光粉产生红光、绿光以及蓝光，混合形成LED灯珠发出的白光。
本实施例的有益效果为：
1、本实施例中荧光粉与LED灯芯分离，解决了高温引起荧光粉量子效率下降的问题。
2、本实施例中硅胶含有荧光粉，使得光线在二次调整过程中部分变成黄光，通过改变上层硅胶中黄色荧光粉的含量，可以连续调节光的颜色从白光再变为黄光，还可以调节光源的色温。
3、本实施例利用不同种类硅胶折射率不同的特点，在硅胶中形成半球形硅胶球，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。
4、本实施例的LED灯珠结构下层硅胶折射率小于上层硅胶，半球形硅胶球材料的折射率大于下层硅胶折射率且大于上层硅胶折射率，这种设置方式可以提高LED芯片的透光率，使LED芯片所发射出来的光能够更多的透过封装材料照射出去。
5、本实施例采用中间通孔的方式，在强度几乎没有变化的同时，降低了铜材料的成本；采用中间通孔的方式，可以增加空气流通的通道，利用空气的热对流，增加了散热效果。
综上所述，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例提供的一种太阳能LED草坪灯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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，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实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以所附的权利要求为准。
Claims (5)
1.一种太阳能LED草坪灯，其特征在于，包括：
灯柱(11)；
太阳能板(12)，设置于所述灯柱(11)的顶端；
灯座(13)，设置于所述灯柱(11)的底部；
灯罩(14)，设置于所述灯柱(11)的上部；
灯体(16)，设置于所述灯罩(14)的内部；
蓄电池(17)以及控制装置(18)，设置于所述灯柱(11)的内部；其中，所述蓄电池(17)电连接所述太阳能板(12)，所述控制装置(18)电连接所述蓄电池(17)以及所述灯体(16)，所述控制装置(18)包括：控制单元(181)，以及分别与所述控制单元(181)电连接的亮度检测单元(182)、太阳能充电单元(183)、电池监测单元(184)、LED驱动单元(186)和人体感应单元(187)。
2.根据权利要求1所述的草坪灯，其特征在于，所述灯罩(14)内部安装有散光罩(15)，所述散光罩(15)内部安装所述灯体(16)。
3.根据权利要求1所述的草坪灯，其特征在于，所述灯罩(14)为钢化玻璃罩。
4.根据权利要求1所述的草坪灯，其特征在于，所述控制装置(18)还包括保护单元(185)，所述保护单元(185)为过充过放保护电路，用于对所述蓄电池(17)进行保护。
5.根据权利要求1所述的草坪灯，其特征在于，所述灯体(16)为LED灯，所述灯体(16)具有多个LED灯珠。
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Effective date of registration: 20201014 Address after: No.1-007, 25 / F, building a, phase I, Xi'an National Digital publishing base, no.996 Tiangu 7th Road, Yuhua Street office, hi tech Zone, Xi'an City, Shaanxi Province Patentee after: Shaanxi Dayou Environmental Engineering Co., Ltd Address before: 710065 No. 86 Leading Times Square (Block B), No. 2, Building No. 1, Unit 22, Room 12202, No. 51, High-tech Road, Xi'an High-tech Zone, Shaanxi Province Patentee before: Xi'an Cresun Innovation Technology Co.,Ltd. |
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Granted publication date: 20181218 Termination date: 20201128 |