CN209105476U - 一种节能型户外照明灯箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型申请公开了一种节能型户外照明灯箱，涉及户外照明领域，包括前光灯以及与前光灯连接用来驱动前光灯按照亮度等级逐渐点亮的PWM恒流驱动电路；所述前光灯包括多个灯珠；所述PWM恒流驱动电路，包括与电源依次连接的电源驱动芯片、并联场效应管、并联二极管和连接座；所述前光灯与连接座连接；所述并联场效应管包括源极、栅极和漏极分别对应连接的两个相同的场效应管；所述并联二极管包括阳极和阴极分别对应连接的两个相同的二极管。本申请能够精确进行亮度调节。

Description

一种节能型户外照明灯箱

技术领域

本实用新型涉及户外照明领域，具体涉及一种节能型户外照明灯箱。

背景技术

目前,在户外灯箱照明控制,很多方案要么采用时间触发控制,指定到某个时刻灯箱照明亮灯/灭灯，要么采用光敏电阻根据当前的亮度值控制灯箱照明亮灯和灭灯。以上这些现有照明方案,其灯箱照明只有开与关状态,不管是否有人在旁边都以一个亮度开着,不可避免地造成电能的浪费。

如专利文件CN203072216U一种ATM灯箱节能控制系统，公开的ATM灯箱节能控制系统，包括灯箱，还包括能够独立工作的光敏电阻和人近传感器，用于接收和处理上述传感器发出信号的主控电路模块。虽然，在一定程度上能够节能，但是每次LED灯都保持相同的亮度被点亮，这样不仅不够节能，还要求灯箱的电源能够始终提供一定的电压，对于那些使用蓄电池的灯箱完全不适用。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种节能型户外照明灯箱。

为达到以上目的，提供如下方案：

方案一：节能型户外照明灯箱，包括前光灯以及与前光灯连接用来驱动前光灯按照亮度等级逐渐点亮的PWM恒流驱动电路；所述前光灯包括多个灯珠；所述PWM恒流驱动电路，包括与电源依次连接的电源驱动芯片、并联场效应管、并联二极管和连接座；所述前光灯与连接座连接；所述并联场效应管包括源极、栅极和漏极分别对应连接的两个相同的场效应管；所述并联二极管包括阳极和阴极分别对应连接的两个相同的二极管。

名词解释：

前光灯：指的是安装在灯箱内部，靠近灯箱前端显示面的照明灯。

本实用新型的工作原理及优点在于：

本实用新型节能型户外照明灯箱用多个灯珠构成前光灯，PWM恒流驱动电路按照预设的亮度等级恒流驱动各个灯珠逐渐点亮，使整个前光灯能够被缓慢地逐渐地点亮，使灯珠形成的前光灯形成一种类似呼吸灯的效果，不仅能够节约用电，而且能够更加人性化，避免刺激人的眼睛。

尤其是在不能使用市电的时候，通过蓄电池与PWM恒流驱动电路连接，无论蓄电池中的电量多少，通过PWM恒流驱动电路，使经过电源驱动芯片、并联场效应管和并联二极管后，传递到连接座的电流始终恒定，使与连接座连接的前光灯始终被恒定电流驱动，避免点亮的灯珠个数的不同或者蓄电池中剩余电量的不同，而给灯珠及其他电子元器件造成的损坏。

现有的灯箱因为其点亮时始终保持相同的亮度，则需要电源为灯箱始终提供相同的电压。而对于那些使用蓄电池供电的灯箱，蓄电池的电量会随着使用而逐渐减少，如果使用现有的灯箱，则会在快速耗尽电能的同时，在驱动灯点亮的时候会损坏灯泡。

相比于现有的灯箱，通过本方案不仅更加节能，还增加了保护电子元器件的效果。

方案二：进一步，所述前光灯包括多个彼此并联的灯条，所述灯条由多个灯珠串联形成。

灯箱具有一个显示面，将灯条阵列排布，能够使显示面被更好地照射。

方案三：进一步，还包括外壳，所述前光灯设置在外壳内；所述外壳上设有感光器件以及分别与感光器件和PWM恒流驱动电路连接的控制电路。

通过控制电路，使感光器件在感应到天黑后控制PWM恒流驱动电路驱动前光灯点亮。

方案四：进一步所述外壳上设置有与控制电路连接的人体红外传感器；所述人体红外传感器设置在外壳的顶部。

人体红外传感器的发射器发射红外线，接收器接收红外线，当有人经过的时候，发射器发送的红外线经过人体的反射传递到接收器中，使人体红外传感器检测到有人经过，进而使控制电路控制前光灯点亮。将人体红外传感器安装在外壳的顶部，能够使路过灯箱的所有人，无论高矮都能够被检测到，更加增加整个控制方案的灵敏性。

方案五：进一步，所述灯珠为LED灯珠。

LED灯比常用的荧光灯更加节约电能。

方案六：进一步，所述亮度等级为电压等级，控制电路按照电压等级为前光灯提供逐渐变化的工作电压。

前光灯的工作电压不同，其产生的亮度就不同，通过电压等级的逐渐变化，使前光灯被点亮时产生逐渐点亮和逐渐熄灭的效果，避免突然点亮或者突然熄灭给人眼造成的视觉刺激。

方案七：进一步，所述灯条包括常亮灯条和渐变灯条，所述渐变灯条中的每个灯珠均与PWM恒流驱动电路连接且被PWM恒流驱动电路依次驱动点亮。

常亮灯条能够被控制点亮控制常亮，而渐变灯条能够使灯珠逐个缓慢地依次被点亮，形成类似呼吸灯的效果，使显示更加人性化。

附图说明

图1为本实用新型节能型户外照明灯箱实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型节能型户外照明灯箱实施例1的硬件的连接示意图。

图3为本实用新型节能型户外照明灯箱实施例1中驱动板的电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：外壳1、前光灯2、灯条20、灯珠21、光敏电阻3、人体红外传感器4、发射器40、接收器41、驱动板5、蓄电池6、电源驱动芯片U14、第四电解电容E4、第五十三电容C53、第六十八电阻R68、第三电感L3、第六二极管D6、第七二极管D7、第五电解电容E5、第六十五电阻R65、第五十四电容C54、第五十五电容C55、第六十九电阻R69、第七十一电阻R71、第九场效应管Q9、第十场效应管Q10、第八十电阻R80、第八十七电阻R87、第九十电阻R90、第九十一电阻R95、连接座J5、第四二极管D4、第六十七电阻R67、第七十电阻R70、第五二极管D5、第七十八电阻R78、第八十六电阻R86、第八十九电阻R89。

实施例1

实施例基本如附图1和图2所示：本实施例中的节能型户外照明灯箱，包括用来形成灯箱外表面的外壳1，外壳1包括顶板、底板、前板、后板、左侧板和右侧板，还可以包括用来供外壳1安装用来支撑外壳1的框架。其中，外壳1的前板指的正对街道或者面向人流起到主要展示作用的一侧的平板。外壳1内安装有靠近前板的前光灯2，与前光灯2导线连接用来利用PWM恒流技术驱动前光灯2缓慢点亮的驱动板5，以及用来为驱动板5提供电能的电源。本实施例中的电源，既包括蓄电池6又包括与用来与市电连接的插头。

本实施例中，驱动板5上既安装了PWM恒流驱动电路，又安装了控制电路。其中，PWM恒流驱动电路用来驱动前光灯2中的各个灯珠21点亮，控制电路为现有电路。

本实施例中，前光灯2包括两组，每组前光灯2包括等距离排列的十个灯条20，每个灯条20由一百二十个灯珠21阵列分布构成，按照驱动板5中预先设置的亮度等级，将所有灯珠21按照电压从小变大分等级地逐渐点亮，这样可以做到逐渐变亮的效果，避免猛然变亮而造成人的视觉冲击，影响人的视觉感受，做到类似呼吸灯的效果，使灯箱在被点亮的时候更加人性化。同时，在电压改变的过程中，通过PWM恒流驱动电路，始终保持电流恒定，避免对灯珠21造成损坏。

光敏电阻3安装在外壳1的顶部靠近的顶板的位置上，顶板为透明的，方便光敏电阻3能够无遮挡地感应外界光线强弱。光敏电阻3根据其自身的特性，当外界光线强弱变化的时候，通过改变光敏电阻3的阻值来向控制电路传递电信号。本实施例中的光敏电阻3采用5528，当外界光线越强其阻值越小。

光敏电阻3和人体红外传感器4都的发射器40安装在一个电路板上，该电路板设置在灯箱的顶部，即安装在靠近顶板的位置处，将两者安装在一起不仅安装方便，且不影响彼此功能。人体红外传感器4采用的型号为HC-SR501。人体红外传感器4的发射器40和接收器41穿过前板并伸出前板，在灯箱的底端，对应发射器40的位置上安装有人体红外传感器4的接收器41，接收器41安装在底板上，同样伸出前板，其位置与发射器40相对。

本实施例中，控制电路主要为分别与PWM恒流驱动电路、光敏电阻3和人体红外传感器4连接的微控制器，微控制器通过光敏电阻3传递来的电信号，根据预先设置的预设光线强度值来判定外界光线的强弱，当判定外界光线强时，此时一般为白天，微控制器控制PWM恒流驱动电路停止工作，前光灯2不被点亮；当判定外界光线弱时，此时一般为夜晚，微控制器控制PWM恒流驱动电路按照预先设置的点亮顺序缓慢地逐渐地点亮前光灯2中的灯珠21。微控制器采用常用的单片机STM32，其使用到的所有控制功能都根据技术手册上的公开内容进行使用，整个控制电路都为现有技术，在此不再详述。

在使用时，当有人站在灯箱处，人遮挡住人体红外传感器4发射器40发射向地面和接收器41，使从发射器40发出的红外线，经过人体反射后的红外线传送无法传递到接收器41，接收器41接收到红外线与没有人的时候不同，使人体红外传感器4检测到有人，根据人体红外传感器4本身的特性，电压发生变化,状态输出引脚由低电平变为高电平并保持一段时间,此时间可调节，与人体红外传感器4连接的单片机接收到人体红外传感器4传递来的电信号后，控制前光灯2中的所有灯珠21按照预设的亮度等级逐渐地缓慢地点亮。当人走后，不再遮挡接收器41和发射器40，人体红外传感器4的电压复位到原来的状态，使状态输出引脚恢复到低电平，微控制器接收到人体红外传感器4传递来的电信号后，控制前光灯2按照亮度等级逐渐地缓慢地熄灭，这样做可以充分节约电能。

如图3所示，PWM恒流驱动电路主要包括与蓄电池6依次连接的电源驱动芯片U14、并联场效应管、并联二极管和连接座J5，通过连接座J5与前光灯2连接。

其中，电源驱动芯片U14采用BIT3267芯片。并联场效应管为源极、漏极和栅极分别对应连接的第九场效应管Q9和第十场效应管Q10，第九场效应管Q9和第二场效应管均为NMOS管。并联二极管为阳极和阴极分别对应连接的第六二极管D6和第七二极管D7。

电源驱动芯片U14的第八脚与地之间连接第五十六电容，第八脚经过第六十八电阻R68连接蓄电池6阳极，同时蓄电池6阳极分别连接第三电感L3、第五十三电容C53和第四电解电容E4的阳极，第四电解电容E4的阴极和第五十三电容C53的另一端接地，进行电能存储。蓄电池6经过第三电感L3与第六二极管D6和第七二极管D7的阳极连接，第六二极管D6和第七二极管D7的阴极经过第九十电阻R90和第九十一电阻R95接地。第六二极管D6和第七二极管D7的阴极与连接座J5的阳极端连接，同时与第五电解电容E5的阳极连接，第五电解电容E5的阴极接地。

电源驱动芯片U14的第七脚分别连接第六十五电阻R65和第五十四电容C54，经过第六十五电阻R65与控制电路连接，第五十四电容C54接地。电源驱动芯片U14的第六脚经过第五十五电容C55和第六十九电阻R69接地。电源驱动芯片U14的第五脚经过第六十七电阻R67与第四二极管D4的阴极连接，第四二极管D4的阳极与控制电路连接。同时，电源驱动芯片U14的第五脚经过第七十电阻R70与连接座J5的阴极连接。在第七十电阻R70和连接座J5之间并连有接地的第五二极管D5、第七十八电阻R78、第八十六电阻R86和第八十九电阻R89。

电源驱动芯片U14的第四脚连接在第九十电阻R90和第九十一电阻R95之间。电源驱动芯片U14的第三脚经过第八十电阻R80分别与第九场效应管Q9和第十场效应管Q10的源极和第八十七电阻R87的一端连接，第八十七电阻R87的另一端接地。电源驱动芯片U14的第一脚经过第七十一电阻R71与第九场效应管Q9和第十场效应管Q10的栅极连接。第九场效应管Q9和第十场效应管Q10的漏极与第六二极管D6和第七二极管D7的阳极连接。

通过PWM恒流驱动电路为前光灯2提供恒流供电，保证在前光灯2点亮的过程中,输入电压增大也不会导致照明亮度的变亮和功耗的变大，使前光灯2能够被缓慢地点亮。

在具体使用时，单片机每秒采样光敏电阻3传递来的电信号，进而按照现有技术得到光敏电阻3的当前阻值,预先设定一个合适的电阻阻值,并把它作为触发前光灯2中的常亮灯珠21点亮的阈值R0,当入夜时,采样到光敏电阻3阻值大于R0,则触发灯箱的常亮灯珠21照明点亮。

由灯珠21构成的前光灯2形成调光源,按照灯珠21的数量，将整个前光灯2分为800个亮度等级,范围为0-799,把每个级别分别命名为L0-L799。为了节能,预先设定一个较暗亮度值L1和一个较亮亮度值Lh，较暗亮度值用于灯箱周围没人这种场合,本实施例中选定L250为L1,较亮亮度值用于灯箱周围有人这种场合,本实施例中选定L500为Lh，这两值可根据实际情况自行调节。

为了更好地节能，灯珠21采用LED灯珠21。

前光灯2被光敏电阻3触发点亮后,以Ll这一亮度级别亮灯。若人体红外传感器4检测到有人靠近灯箱,就用PWM(脉冲宽度调制技术)把前光灯2按预先设定的时间节拍慢慢地把亮度从Ll升到Lh，形成类似呼吸灯的效果,亮度达到一定的值Lh后,不再升高并以恒流技术保持这个亮度长亮；当人体红外传感器4检测到人走开,再让LED照明慢慢降到较低亮度Ll级，这样就实现了以最大限度节能并保证产品在夜里不灭灯达到醒目效果的目的。

本实施例,不但解决了灯箱照明何时亮灯与灭灯的功能,而且还进一步细化控制了灯箱照明的功耗.准确的区分了有人在场与无人在场这两种情况的灯亮度控制,以达到最大限度的节省能耗,尤其适用于电池供电这类的电源系统。同时利用灯亮可调功能,实现了有人靠近灯箱与离开时做成呼吸灯效果,让灯箱照明更加美观与人性化。本实施例还利用了灯箱照明恒流供电技术,实现了外部电压增高时(比如在有外部电源对电池充电情况下,输入电压会慢慢增高),灯亮度和供电电流也保持不变,从而达到节能目的。

实施例2

与实施例1的不同之处在于，PWM恒流驱动电路分别与前光灯2的各个灯珠21连接，用来驱动前光灯2的各个灯珠21逐渐点亮，每个灯珠21与PWM恒流驱动电路之间均连接有由微控制器控制的继电器，微控制器内按照现有技术预先设置有依次点亮各个灯珠21的顺序，按照灯珠21的点亮数量来划分亮度等级，所有灯珠21从少到多分批次地逐渐点亮，这样可以做到整个前光灯2逐渐变亮的效果。同时，为了使夜晚中行人看到灯箱，在夜晚的时候，前光灯2中设置有常亮灯珠21，只有当光敏电阻3感应到外界光线强度大于预设光线强度后，单片机才会控制常亮灯珠21熄灭。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种节能型户外照明灯箱，其特征在于：包括前光灯以及与前光灯连接用来驱动前光灯按照亮度等级逐渐点亮的PWM恒流驱动电路；所述前光灯包括多个灯珠；所述PWM恒流驱动电路，包括与电源依次连接的电源驱动芯片、并联场效应管、并联二极管和连接座；所述前光灯与连接座连接；所述并联场效应管包括源极、栅极和漏极分别对应连接的两个相同的场效应管；所述并联二极管包括阳极和阴极分别对应连接的两个相同的二极管。

2.根据权利要求1所述的节能型户外照明灯箱，其特征在于：所述前光灯包括多个彼此并联的灯条，所述灯条由多个灯珠串联形成。

3.根据权利要求1所述的节能型户外照明灯箱，其特征在于：还包括外壳，所述前光灯设置在外壳内；所述外壳上设有感光器件以及分别与感光器件和PWM恒流驱动电路连接的控制电路；所述控制电路按照预先设置的亮度等级控制PWM恒流驱动电路驱动前光灯点亮。

4.根据权利要求3所述的节能型户外照明灯箱，其特征在于：所述外壳上设置有与控制电路连接的人体红外传感器；所述人体红外传感器设置在外壳的顶部。

5.根据权利要求1所述的节能型户外照明灯箱，其特征在于：所述灯珠为LED灯珠。

6.根据权利要求3所述的节能型户外照明灯箱，其特征在于：所述亮度等级为电压等级，控制电路按照电压等级为前光灯提供逐渐变化的工作电压。

7.根据权利要求2所述的节能型户外照明灯箱，其特征在于：所述灯条包括常亮灯条和渐变灯条，所述渐变灯条中的每个灯珠均与PWM恒流驱动电路连接且被PWM恒流驱动电路依次驱动点亮。