专利名称：带有太阳能电池板的led路灯的制作方法
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IO 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。
图l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
以下结合附图对本实用新型作详细说明。实施例一参照图l、 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l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a角 度的调整(a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的形状可以是光源提供恒流电源。参照图4一6，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IO、基板ll、反射器9和透光板7组成，基板ll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—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ll、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—体成型。通管72依次穿过反射器板9K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。二的基础上，于散热板12、基板ll、 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。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，PMH周光及温度保护也 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。
权利要求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(ll)、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(ll)、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(IO),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(ll)、 LED颗粒(IO)、透镜(71)、透光板(7)，基板(11個定于散热板(12)上，基板(ll)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)—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(ll)、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(IO)，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(ll)、 LED颗粒(IO)、反射器(9)、透镜(71)、透光板(7)，基板(11)固定于散热板(12)上， 基板(ll)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(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(l)，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(ll)、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(ll)、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。
专利摘要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。
文档编号F21W131/103GK201425247SQ20092012036
公开日2010年3月17日 申请日期2009年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者傅少钦, 章子奇, 赵雅杰, 凯 陈 申请人:浙江西子光电科技有限公司