CN217899713U - 一种太阳能阅读灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及照明装置技术领域，尤其涉及一种太阳能阅读灯。一种太阳能阅读灯，包括有面壳、底壳、灯罩、电路板组件、阅读灯、内支架、太阳能光伏板和电池，所述面壳扣接于所述底壳的一端并使所述底壳构成容置室，所述电池、所述电路板组件和所述内支架均设置于所述容置室，且所述内支架的一侧承托所述电池和所述线路板组件，所述面壳设置有第一灯光口，所述阅读灯设置于所述第一灯光口，所述灯罩扣接于所述第一灯光口并将所述阅读灯罩住，所述太阳能光伏板由内向外嵌装于所述底壳的另一端，并由所述内支架的另一侧将所述太阳能光伏板顶固住。实现太阳能充电，使阅读灯在没有市电供电的环境里也能够使用；结构简单易操作，实用性高。

Description

一种太阳能阅读灯

技术领域

本实用新型涉及照明装置技术领域，尤其涉及一种太阳能阅读灯。

背景技术

阅读灯也叫台灯，是人们日常生活中常用的电器，现有的阅读灯大都是采用台式设计，体积大不宜携带，电源采用市电，在没有供电的环境里无法使用。

传统手电筒易携带但却不适合作为阅读用灯具，手电筒的照明特点是照射角度小距离远，在远处光线会聚成圆形光晕；近用照明时受光面积小亮度高刺眼，拉远用亮度又不够，不易于阅读使用。

因此，如何研制一种新的阅读灯，以克服以上缺点，成为本领域技术人员所要研究的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种太阳能阅读灯，旨在提高其便携性和适用性，并使其更易于阅读用。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种太阳能阅读灯，包括有面壳、底壳、灯罩、电路板组件、阅读灯、内支架、太阳能光伏板和电池，所述面壳扣接于所述底壳的一端并使所述底壳构成容置室，所述电池、所述电路板组件和所述内支架均设置于所述容置室，且所述内支架的一侧承托所述电池和所述电路板组件，所述面壳设置有第一灯光口，所述阅读灯设置于所述第一灯光口，所述灯罩扣接于所述第一灯光口并将所述阅读灯罩住，所述太阳能光伏板由内向外嵌装于所述底壳的另一端，并由所述内支架的另一侧将所述太阳能光伏板顶固住。

作为本实用新型进一步的方案：所述灯罩采用PC材料或PMMA材料。

作为本实用新型进一步的方案：还包括有聚光透镜和手电筒灯，所述底壳的侧壁设置有第二灯光口，所述聚光透镜设置于设置于所述第二灯光口并将所述手电筒灯罩住。

作为本实用新型进一步的方案：还包括有挂钩，所述挂钩扣接于所述底壳的外侧壁。

作为本实用新型进一步的方案：还包括有开关拨件，所述电路板组件设置有开关拨柄，所述开关拨件设置于所述底壳的外侧壁并与所述开关拨柄固接，所述开关拨件用于控制所述阅读灯和所述手电筒灯之间的灯光切换。

作为本实用新型进一步的方案：所述开关拨件还用于控制所述阅读灯和所述手电筒灯的亮灭和/或用于控制所述太阳能光伏板为所述电池充电。

作为本实用新型进一步的方案：所述面壳、底壳、内支架、开关拨件均为塑胶注塑件；所述太阳能光伏板为多晶硅太阳能光伏板或单晶硅太阳能光伏板；所述电池为磷酸铁锂电池。

作为本实用新型进一步的方案：根据上述中任一项所述的一种太阳能阅读灯，所述电路板组件设有控制电路，所述控制电路包括所述阅读灯，还包括集成电路芯片、滤波电容、电池插座、光伏插座、状态指示LED、恒流控制采样电阻和充电指示灯限流电阻。

作为本实用新型进一步的方案：所述集成电路芯片型号为YX8183L。

作为本实用新型进一步的方案：所述开关拨件型号为SK23D07。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的技术方案：

通过太阳能光伏板和电池实现太阳能充电，有效提高阅读灯的适用性，使阅读灯在没有市电供电的环境里也能够使用；

通过设置灯罩，用于散射阅读灯发出的强光，使阅读灯所发出的强光变得柔和不刺眼，以更适用于阅读环境；

结构简单易操作，体积小且易携带，实用性高。

另外关键的是，当今世界仍存在很多经济欠发达国家及众多贫困落后的地区，这些地区根本就没有电力供应，生活在这里的人们只能日出而作日落而息，对于这些地区的学生来讲，夜晚没有照明也就无法写作业和读书。而本技术方案所述的太阳能阅读灯，能够为贫困地区人口改善生活和学习的照明条件提供帮助手段，可预见的该太阳能阅读灯的使用需求会远超过手电筒。

附图说明

图1为本实用新型中的结构分解示意图。

图2为本实用新型中所述电路板组件的结构示意图。

图3为是集成电路芯片原厂典型应用电路图。

图4为本实用新型中所述电路板组件中所述控制电路的电路示意图。

图5为本实用新型中的一种结构示意图。

图6为本实用新型中的另一种结构示意图。

图7为本实用新型中的又一种结构示意图。

附图标记包括：

附图一中：

1—挂钩，2—面壳，3—电池，4—内支架，5—开关拨件，6—底壳，7—灯罩，8—电路板组件，9—聚光透镜，10—太阳能光伏板；

附图二中：

CN1—电池插座，CN2—光伏插座，D1—手电筒灯，D2—阅读灯，D3—充电状态指示LED，SW1—双刀三档开关拨件，PCBS1—手电筒LED固定板；

附图四中：

C1—滤波电容，CN1—电池插座，CN2—光伏插座，D1—手电筒灯，D2—阅读灯，D3—充电状态指示LED，R1—指示灯限流电阻，R2—恒流控制采样电阻，SW1—开关拨件，U1—集成电路芯片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

如图1～7所示，在本实用新型实施例中提供了一种太阳能阅读灯，包括有面壳2、底壳6、灯罩7、电路板组件8、阅读灯、内支架4、太阳能光伏板10和电池3，所述面壳2扣接于所述底壳6的一端并使所述底壳6构成容置室，所述电池3、所述电路板组件8和所述内支架4均设置于所述容置室，且所述内支架4的一侧承托所述电池3和所述电路板组件，所述面壳2设置有第一灯光口，所述阅读灯设置于所述第一灯光口，所述灯罩7扣接于所述第一灯光口并将所述阅读灯罩7住，所述太阳能光伏板10由内向外嵌装于所述底壳6的另一端，并由所述内支架4的另一侧将所述太阳能光伏板10顶固住。具体地，电路板组件8设置有发光单元，即阅读灯，阅读灯采用LED，电接于所述电路板组件8，第一灯光口用于露出阅读灯；灯罩7用于散射阅读灯LED发出的强光，使阅读灯所发出的强光变得柔和不刺眼；电池3用双面胶带粘贴固定；所述阅读灯电连接于所述电路板组件8；电路板组件用自攻螺钉固定于内支架4。电池3用双面胶带粘贴固定，电路板组件用自攻螺钉固定，太阳能光伏板10引线和电池3引线插接在电路板组件的各自插座。

本实用新型的技术方案：

通过太阳能光伏板10和电池3实现太阳能充电，有效提高阅读灯的适用性，使阅读灯在没有市电供电的环境里也能够使用；

通过设置灯罩7，用于散射阅读灯发出的强光，使阅读灯所发出的强光变得柔和不刺眼，以更适用于阅读照明；

结构简单易操作，体积小且易携带，实用性高。

另外关键的是，当今世界仍存在很多经济欠发达国家及众多贫困落后的地区，这些地区根本就没有电力供应，生活在这里的人们只能日出而作日落而息，对于这些地区的学生来讲，夜晚没有照明也就无法写作业和读书。而本技术方案所述的太阳能阅读灯，能够为贫困地区人口改善生活和学习的照明条件提供帮助手段，可预见的该太阳能阅读灯的使用需求会远超过手电筒。

进一步方案，所述灯罩7采用PC材料或PMMA材料。具体地，所述灯罩 7采用PC材料或PMMA材料使灯罩7能够散射阅读灯发出的强光，使所述灯罩7制成塑胶半透明的注塑件，从而使阅读灯所发出的强光变得更柔和不刺眼，以更适用于阅读环境。其中，聚碳酸酯(英文简称PC)，又称PC塑料；聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)，简称PMMA，是一种高分子聚合物，又称作亚克力或有机玻璃，具有高透明度，低价格，易于机械加工等优点，是平常经常使用的玻璃替代材料。此外，还可通过在PC材料或PMMA 材料中掺有机硅光扩散剂，从而增强所述灯罩7的散射强光的效果。

进一步方案，还包括有聚光透镜9和手电筒灯，所述底壳6的侧壁设置有第二灯光口，所述聚光透镜9设置于设置于所述第二灯光口并将所述手电筒灯罩7住。具体地，聚光透镜9由内向外嵌装在底壳6的卡槽上，面壳2 从侧面顶住聚光透镜9，轴心方向由电路板组件8上的手电筒灯LED固定板 PCBS1向外顶住，手电筒灯恰好处于聚光透镜9的凹槽内焦点上，手电筒灯发出的白光经聚光透镜9汇聚以小角度平行光照向远处，在2米远处可形成直径约60厘米左右的光晕，以照亮物体。手电筒灯采用LED，电接于所述电路板组件8；所述聚光透镜9为圆锥形小角度手电筒投光灯透镜，材料选用光学级PMMA材料并注塑成型制成的注塑件，用于将手电筒灯LED发出的大角度的散射光汇聚成小角度的平行光，使光照得更远，以更适于手电的照明功能，进一步提高适用性，同时生产效率高，无需电镀无环境污染。

进一步方案，还包括有挂钩1，所述挂钩1扣接于所述底壳6的外侧壁。具体地，所述的挂钩1为不锈钢丝材质，弯曲成形，形状如图7所示，挂在底壳6的边沿，便于拉起收回，挂钩1用于将所述太阳能阅读灯悬挂起来，把啤酒瓶、汽水瓶或矿泉水瓶视作支架挂在其上，构成一个可以调节光照角度的阅读灯，通过调节挂钩1的钩挂角度以改变阅读灯的照射角度，从而实现灯光角度的可调节。所述挂钩1采用不锈钢丝材质，弯曲成形，形状如图一所示，用以悬挂阅读灯。作为阅读灯使用时，无需独立设计支架和底座，而让用户零成本就地取材，通过采用不锈钢制成的所述挂钩1，很简单的挑挂在啤酒瓶、汽水瓶或矿泉水瓶的瓶颈上部，所述挂钩1采用C形开口设计，可以横向卡入啤酒瓶颈上部，卡入后不易滑脱扭转，卡入后微回弹，保持原有夹持力度，夹持所述一种太阳能阅读灯的灯体挑挂在啤酒瓶侧面，此时可以调节照射角度便于阅读，由于该灯体较轻，加之满瓶的啤酒瓶比较重，所以太阳能阅读灯的灯体挂在上面很稳固，不会倾覆。

进一步方案，还包括有开关拨件5，所述电路板组件设置有开关拨柄，所述开关拨件5设置于所述底壳6的外侧壁并与所述开关拨柄固接，所述开关拨件5用于控制所述阅读灯和所述手电筒灯之间的灯光切换。具体地，开关拨件5由外侧向内穿过底壳6插在电路板组件的开关拨柄上，开关拨件5 可前后滑动，所述开关拨件5通过带动所述开关拨柄以控制所述阅读灯和所述手电筒灯之间的灯光切换。详细地，当所述开关拨件5拨到下档位时，所述阅读灯接通亮起；当所述开关拨件5拨到上档位时，所述手电筒灯接通亮起。

进一步方案，所述开关拨件5还用于控制所述阅读灯和所述手电筒灯的亮灭和/或用于控制所述太阳能光伏板10为所述电池3充电。具体地，所述开关拨件5拨到中间档位时，所述阅读灯和所述手电筒灯均电路断开并熄灭灯光，若为白天状态，则通过太阳能为电池3充电。

进一步方案，所述面壳2、底壳6、内支架4、开关拨件5均为塑胶注塑件；所述太阳能光伏板10为多晶硅太阳能光伏板或单晶硅太阳能光伏板；所述电池3为磷酸铁锂电池。具体地，开关拨件5用于套设在电路板组件上的开关拨柄上，可以更方便的开关拨件控制开启或关闭灯光；所述太阳能光伏板10带有黑红两根导线和插头，其插头插在所述电路板组件8上的光伏插座 CN2上；所述电池3为圆柱型带有导线和插头的磷酸铁锂电池3，其插头插在电路板组件8上的电池插座CN1上，用于存储太阳能光伏板10转化输出的电能。

进一步方案，根据上述中任一项所述的一种太阳能阅读灯，所述电路板组件8设有控制电路，所述控制电路包括所述阅读灯，还包括集成电路芯片、滤波电容、电池插座、光伏插座、状态指示LED、恒流控制采样电阻和充电指示灯限流电阻。具体地，所述控制电路还包括所述手电筒灯和所述开关拨件。通过电路板组件上的控制电路以实现灯光切换、充电控制、恒流驱动控制、状态指示及电池3的过充过放保护，这些电子元器件构成了如附图4中即本实用新型所述的一种太阳能阅读灯的电路原理图。其中，所述恒流控制采样电阻，为贴片1210型封装，额定功率0.5W，阻值0.62欧姆，精度1％的精密采样电阻。所用状态指示LED，为贴片0603型封装，用于充电状态指示，优选红色、绿色。

进一步方案，所述集成电路芯片型号为YX8183L。具体地，所述集成电路芯片是磷酸铁锂电池太阳能草坪灯LED驱动器，其内部集成了LED恒流驱动电路、光控电路、磷酸铁锂电池的充电控制电路、过充保护电路和过放保护电路。

进一步方案，所述开关拨件型号为SK23D07。具体地，所述开关拨件作为手电筒灯、太阳能充电及阅读灯三功能切换控制开关，当该开关处于中间时为太阳能充电档，拨到上边为手电筒档，拨到下边为阅读灯档。

详细地，本实用新型的太阳能阅读灯的控制电路集成的电路芯片为 YX8183L，它的功能是磷酸铁锂电池太阳能草坪灯LED驱动器，其内部集成了 LED恒流驱动电路、光控电路、磷酸铁锂电池的充电控制电路、过充保护电路和过放保护电路。参考附图3为集成电路芯片原厂典型应用电路，在集成电路芯片原厂典型应用电路中，集成电路芯片U1(YX8183L)第4脚SOL接太阳能光伏板10正极，第3脚BAT引脚接可磷酸铁锂电池正极，白天太阳能光伏板10将阳光转化为电能为磷酸铁锂电池充电，夜晚磷酸铁锂电池放电驱动LED照明。集成电路芯片U1光控功能的工作控制逻辑是：当SOL电压低于 0.50V时，集成电路芯片进入夜晚状态，自动开启LED亮灯，当SOL电压高于0.90V时，集成电路芯片进入白天状态，自动关闭LED，这种控制逻辑符合太阳能草坪灯应用场景，但是这种控制逻辑不符合用做控制手电筒和阅读灯，因为在黑暗环境中手电筒或阅读灯仅在需要时才打开，不用时关闭，而不是自动开启。

由此，本实用新型太阳能手电筒和阅读灯一体机是在集成电路芯片原厂典型应用电路的基础上进行了设计拓展，参考附图4，为本实用新型的一种太阳能阅读灯的控制电路的电路原理图；其中，开关SW1为双刀三档开关拨件(型号：SK23D07)，作为手电筒灯、太阳能充电、阅读灯三功能切换控制开关，当该开关处于中间时为太阳能充电档，拨到上边为手电筒档，拨到下边为阅读灯档；发光二极管D1为手电筒LED，发光二极管D2为阅读灯LED；滤波电容C1为集成电路芯片U1的电源入口滤波电容，滤除电源干扰,保证电路工作的稳定性；电阻R1和发光二极管D3构成充电指示电路；电阻R2为恒流控制采样电阻；该控制电路的创新设计在于运用开关SW1解决了控制逻辑与应用需求不一致和功能同步切换的问题。

电池3的连接与选型：附图4中，连接器插座CN1连接电池3，电池3 的正极通过连接器连接到集成电路芯片U1的第3脚，平时电池3通过这个引脚对U1进行供电；当太阳能充电时，U1通过这个引脚对电池3进行充电。在本技术方案中，所述电池3优选磷酸铁锂电池供电，其额定电压3.2V可以直接驱动手电筒灯LED灯珠、阅读灯LED灯珠，磷酸铁锂电池充电循环使用寿命为3000次左右，按每年300次的循环充放电使用，可以累积使用10年以上，优选500mAh容量的电池3，充满后可驱动阅读灯点亮4小时以上，制造成本低且使用成本更低。

太阳能光伏板10的连接与选型：附图4中，连接器插座CN2连接太阳能光伏板10，太阳能光伏板10的正极通过连接器连接到开关拨件SW1的第2 脚，集成电路芯片U1的第4脚为太阳能的输入端，该引脚连接到开关拨件 SW1的第3脚，当开关SW1处于中间档位时，开关的第2脚和第3脚通过内部连通，太阳能光伏板10的电压通过SW1接通到集成电路芯片U1的第4脚上，构成充电闭合回路。在本技术方案中，在太阳能光伏板10的选型设计要兼顾几个方面需求，该太阳能阅读灯作为手持设备，太阳能光伏板10的宽度影响握持舒适度，太阳能光伏板10的材质影响光电转换效率，太阳能光伏板 10的面积影响发电功率，进而影响充电时间，太阳能光伏板10的额定输出电压和空载输出电压影响充电控制集成电路芯片的选型；太阳能光伏板10 的表面保护材料影响到光效、使用寿命和抗跌落性能，综合上述因素，本案优选尺寸为50mm宽70mm长，额定功率0.5W，额定电压5.5V,单晶硅滴胶板型太阳能光伏板10，作为本案的光能转化器件。按照平均6小时日照时间，基本上可以在白天充满500mAh容量的电池3。

充电状态指示：附图4中，发光二极管LED3为太阳能充电指示灯，电阻R1为太阳能充电指示灯LED3的限流电阻，控制LED3的发光亮度。当太阳能光伏板10将太阳光光能转化输出电能开始充电时，该指示灯点亮，用户能够在手电筒灯的聚光透镜9中看到它发出红光，示意充电中。

恒流驱动控制：附图4中，电阻R2为恒流驱动电流采样电阻，一端接地，一端接到集成电路芯片U1的第1脚，当LED1或LED2点亮时，驱动电流流经采样电阻R2，对地产生压降形成反馈电压，集成电路芯片U1根据反馈电压控制输出恒定的电流。采样电阻的选择依据集成电路芯片U1规格书提供的计算公式：

I_LED＝90mV/R

其中：ILED是LED的驱动电流；90mV是内部比较基准电压；R是采样电阻阻值；本实用新型产品选用0.5W的手电筒LED、阅读灯LED，其额定工作电流为150mA，通过计算，优选电阻值为0.62Ω的额定功率为0.25W，精度为1％，精密电阻。

阅读灯及手电筒灯发光控制过程：发光二极管D1正极连接到开关拨件 SW1的第8脚，发光二极管D2正极连接到开关拨件SW1的第5脚，D1和D2 的负极并联到集成电路芯片U1的第5脚(恒流驱动输入端)，SW1的第3脚为开关拨件第一组的公共端，SW1的第6脚为开关拨件第二组的公共端，当把开关拨到上档位时，SW1的第3脚和第1脚接通，导致U1的第3脚接地，按照U1的内部光控电路控制逻辑，此时为黑天状态，启动恒流驱动，开关联动同步，SW1的第6脚和第7脚接通，导致D1的正极与电池3的正极连接，由此构成闭合回路，U1驱动D1发光，手电筒灯亮起；

同理，把开关拨到下档位时，SW1的第3脚和第4脚接通，到导致U1的第3脚接地，按照U1的内部控制逻辑，此时为黑天状态，启动恒流驱动，开关联动同步，SW1的第6脚和第5脚接通，导致D2的正极与电池3的正极连接，由此构成闭合回路，U1驱动D2发光，阅读灯亮起；

在发光二极管D1或者D2点亮的过程中电池3电压会逐渐下降，当电池 3电压低于2.5V时，U1就自动关闭恒流驱动电路停止放电，防止电池3过放；

当把开关拨到中间档位时，SW1的第6脚和第7脚接通空闲状态，第5 脚和第8脚成悬空状态，D1和D2的正极均与电池3正极的电路断开，手电筒灯及阅读灯关闭不亮；开关联动同步，SW1的第3脚和第2脚接通，导致 U1的第4脚接太阳能光伏板10正极，如果此时太阳能光伏板10受光照转化输出电压大于0.9V，按照U1的内部光控电路控制逻辑，此时为白天状态，关闭恒流驱动电路，启动充电控制电路，当太阳能光伏板10输出电压高于电池3电压时开始充电，充电过程中电池3电压逐渐升高，当电池3电压升高到3.7V时，U1就自动关闭充电控制电路停止充电，防止电池3过充。

综上所述可知本实用新型乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，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，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种太阳能阅读灯，其特征在于，包括有面壳、底壳、灯罩、电路板组件、阅读灯、内支架、太阳能光伏板和电池，所述面壳扣接于所述底壳的一端并使所述底壳构成容置室，所述电池、所述电路板组件和所述内支架均设置于所述容置室，且所述内支架的一侧承托所述电池和所述电路板组件，所述面壳设置有第一灯光口，所述阅读灯设置于所述第一灯光口，所述灯罩扣接于所述第一灯光口并将所述阅读灯罩住，所述太阳能光伏板由内向外嵌装于所述底壳的另一端，并由所述内支架的另一侧将所述太阳能光伏板顶固住。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：所述灯罩采用PC材料或PMMA材料。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：还包括有聚光透镜和手电筒灯，所述底壳的侧壁设置有第二灯光口，所述聚光透镜设置于设置于所述第二灯光口并将所述手电筒灯罩住。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：还包括有挂钩，所述挂钩扣接于所述底壳的外侧壁。

5.根据权利要求3所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：还包括有开关拨件，所述电路板组件设置有开关拨柄，所述开关拨件设置于所述底壳的外侧壁并与所述开关拨柄固接，所述开关拨件用于控制所述阅读灯和所述手电筒灯之间的灯光切换。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：所述开关拨件还用于控制所述阅读灯和所述手电筒灯的亮灭和/或用于控制所述太阳能光伏板为所述电池充电。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：所述面壳、底壳、内支架、开关拨件均为塑胶注塑件；所述太阳能光伏板为多晶硅太阳能光伏板或单晶硅太阳能光伏板；所述电池为磷酸铁锂电池。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：所述电路板组件设有控制电路，所述控制电路包括所述阅读灯，还包括集成电路芯片、滤波电容、电池插座、光伏插座、状态指示LED、恒流控制采样电阻和充电指示灯限流电阻。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：所述集成电路芯片型号为YX8183L。

10.根据权利要求5所述的一种太阳能阅读灯，其特征在于：所述开关拨件型号为SK23D07。

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