CN108534045B - 一种led庭院灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED庭院灯，包括顶盖、灯罩、灯体和电路板，灯体具有开口向上的碗状腔体，碗状腔体上面安装灯罩和顶盖，电源电路、LED光源和无线通讯及控制电路都集成设置在一块电路板上，该电路板安装在碗状腔体内，无线通讯及控制电路包括发射和接收无线信号的天线，天线和LED光源设置在电路板朝上的一面。本技术方案将电源、光源、控制和无线通讯电路集合到一块电路板上，不仅可以实现庭院灯的无线自组网控制，而且结构简单、安装方便。

Description

一种LED庭院灯

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED庭院灯。

背景技术

庭院灯被广泛应用在庭院、公园、草坪或沙滩等户外环境，用于照明以及装饰。公开号为CN207279384U的专利文献公开了一种LED地插式庭院灯，包括由上往下依次设置的顶盖、灯罩、灯体、灯柱和地插，灯体上设有朝上设置的安装腔，安装腔内设有光源驱动组件，安装腔的上边沿向外翻折形成第一连接边和第二连接边，其中，第一连接边水平设置，第一连接边上设有朝上的凸棱，第二连接边位于第一连接边外侧，灯罩底部设有卡接部，卡接部上设有卡槽，卡槽内设有密封圈，卡槽连同密封圈与第一连接边上的凸棱相对密封连接，第二连接边上设有若干连接孔，顶盖底部设有与第二连接边上连接孔一一对应的固定柱，连接螺丝向上依次连接灯体的第二连接边、连接柱和固定柱，灯体底部设有螺纹柱，灯柱的上下两端分别设有螺纹，灯柱的上下两端螺纹连接灯体和地插。该庭院灯不具有自组网功能和无线控制功能。

随着LED和自组网无线技术的不断进步，将自组网无线通讯模块应用到LED灯具中，可实现在一定区域范围内的无线控制功能，通过无线终端实现组网控制、开关、调光、定时、灯光随音乐变化等功能。

现有的技术方案装置通常包含光源模组、控制电路和无线通讯模块，但不能通过无线通讯技术进行自组网控制。现有技术方案的LED控制电路和无线通讯模块的供电电路通常都采用开关电源电路，开关电源通常包含电感或变压器、二极管、电解等分立器件，而且开关电源容易产生电磁干扰，需要采用EMI滤波电路来使电源能够符合认证标准的要求。因此，在有限的空间内为了实现产品的性能，现有技术方案装置的光源模组、控制电路和无线通讯模块通过两块或多块不同的印制线路板连接实现功能，光源模组、控制电路和无线通讯模块之间含有电源线和不同功能的信号线，需要将这些印制线路板上的接口进行焊接或用线连接固定，生产工艺复杂，成本高。而且电路分布于不同模块，电路回路大，容易产生电磁兼容问题。

目前的LED照明灯具通常为金属外壳结构，金属外壳会屏蔽无线信号的发射和接收。现有的技术方案装置通常为了保证正常的无线通讯，将无线通讯模块安装于LED光源模组上方，但严重影响灯具的配光，发光面容易产生阴影。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种LED庭院灯，将电源、光源、控制和无线通讯电路集合到一块电路板上，不仅可以实现庭院灯的无线自组网控制，而且结构简单、安装方便。

为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种LED庭院灯，包括顶盖(1)、灯罩(2)、灯体(6)和电路板(5)，灯体(6)具有开口向上的碗状腔体(601)，碗状腔体(601)上面安装灯罩(2)和顶盖(1)，其特征在于，电源电路、LED光源和无线通讯及控制电路都集成设置在一块电路板(5)上，该电路板(5)安装在碗状腔体(601)内，无线通讯及控制电路包括发射和接收无线信号的天线(521)，天线(521)和LED光源设置在电路板(5)朝上的一面。

本发明将LED光源、电源电路、无线通讯及控制电路焊接在同一块印制线路板上，各功能模块通过印制线路板上的铜箔直接连接。无线通讯及控制电路直接贴装于印制线路板，相应元器件高度较低，LED光源的发光角度一般为120度，因此不会对LED光源的发光产生阻挡，保证良好的灯具配光效果。这样，无线通讯电路通过天线接收无线终端设备发射的信号，然后将信号传输到控制电路，控制电路将接收到的信号控制LED光源的通断、亮度和颜色。同时，无线通讯电路将收到的信号进行复制，然后再传播出去，附近其他同类型通讯方式的装置接收到信号后，同样进行信号的响应和复制传播，这样它们之间形成一个自组网的控制系统。实现无线终端设备对一定区域范围内的具有同类型通讯方式的装置进行组网控制、开关、调光、定时等功能。

作为优选，天线(521)位于灯体(6)的碗状腔体(601)的上开口以下0至1cm。这样，不仅可以保证无线通讯电路具有良好的通讯信号以实现远距离通讯，而且可以避免天线严重影响灯具的配光，避免发光面产生阴影。

作为优选，电路板(5)通过固定柱(602)悬装在碗状腔体(601)内，灯罩(2)外面套设有若干个装饰圈(101)，灯体(6)下面安装有连接杆(9)和地插(10)。灯体6的碗状腔体601内设有环形凹槽或环形台阶603，灯罩2的下边沿安装在环形凹槽或环形台阶603上并通过密封圈密封。

电路板(5)的基材是玻纤层压板或铝基板，电路板(5)是单面布线电路板、双面布线电路板或多层布线电路板。

作为优选，电路板(5)水平安装在碗状腔体(601)内，电路板(5)上表面设置天线(521)和LED光源，LED光源呈中心分布，天线(521)设在电路板(5)的边缘，电路板(5)下表面封装大体积元器件。这样，光源分布更合理，发光效果更好。

LED光源模块为白光光源、RGB光源或可调光光源中的一种或多种。

作为优选，电源电路是线性电源或非线性电源。对于短时照明或灯光控制，优选线性电源，体积小；对于长时间照明，优选电源模块是开关电源，效率高；优选，白光光源由开关电源供电，RGB光源由线性电源供电；无线通讯电路和控制电路由线性电源供电。

无线通讯及控制电路直接印刷布置在电路板(5)上，或者是焊接在电路板(5)上的独立集成模块元件。天线(521)是独立的天线PCB板，或者是印刷布置在电路板(5)上的天线电路，或者是用作天线的导线。

作为优选，电路板(5)上集成有整流滤波电路(55)、线性供电电路(53)、无线通讯及控制电路(52)、白光光源恒流电路(54)、RGB光源线性恒流电路(56)、白光光源(511)和RGB光源(512)，整流滤波电路输入端接交流电源，整流滤波电路的输出端接线性供电电路、白光光源恒流电路和RGB光源线性恒流电路，白光光源恒流电路输出端接白光光源，RGB光源线性恒流电路输出端接RGB光源，线性供电电路输出端接无线通讯及控制电路，无线通讯及控制电路的输出端接白光光源恒流电路和RGB光源线性恒流电路。

本发明由于采用了以上的技术方案，

附图说明

图1是本发明实施例1的爆炸图；

图2是本发明实施例1的结构示意图；

图3是本发明电路板一种实施方式的结构示意图(上面)；

图4是本发明电路板一种实施方式的结构示意图(反面)；

图5是本发明电路板另一种实施方式的结构示意图(上面)；

图6是本发明电路板再一种实施方式的结构示意图(上面)。

图7是本发明庭院灯的组网示意图。

图8是本发明实施例1的电路原理图。

图9是本发明实施例1无线通讯及控制电路的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

如图1、图2所示的一种LED庭院灯，包括顶盖1、灯罩2、灯体6和电路板5，灯体6具有开口向上的碗状腔体601，碗状腔体601上面安装灯罩2和顶盖1，电源电路、LED光源和无线通讯及控制电路都集成设置在一块电路板5上，该电路板5安装在碗状腔体601内，无线通讯及控制电路包括发射和接收无线信号的天线521，天线521和LED光源设置在电路板5朝上的一面。

本发明将LED光源、电源电路、无线通讯及控制电路焊接在同一块印制线路板上，各功能模块通过印制线路板上的铜箔直接连接。无线通讯及控制电路直接贴装于印制线路板，相应元器件高度较低，LED光源的发光角度一般为120度，因此不会对LED光源的发光产生阻挡，保证良好的灯具配光效果。这样，无线通讯电路通过天线接收无线终端设备发射的信号，然后将信号传输到控制电路，控制电路将接收到的信号控制LED光源的通断、亮度和颜色。同时，无线通讯电路将收到的信号进行复制，然后再传播出去，附近其他同类型通讯方式的装置接收到信号后，同样进行信号的响应和复制传播，如图7所示，这样它们之间形成一个自组网的控制系统。实现无线终端设备对一定区域范围内的具有同类型通讯方式的装置进行组网控制、开关、调光、定时等功能。

本实施例中，如图2所示，天线521位于灯体6的碗状腔体601的上开口以下约0.8cm。这样，不仅可以保证无线通讯电路具有良好的通讯信号以实现远距离通讯，而且可以避免天线严重影响灯具的配光，避免发光面产生阴影。电路板5通过固定柱602悬装在碗状腔体601内，灯罩2外面套设有若干个装饰圈101，灯体6下面安装有连接杆9和地插10。灯体6的碗状腔体601内设有环形凹槽或环形台阶603，灯罩2的下边沿安装在环形凹槽或环形台阶603上并通过密封圈密封。

电路板5的基材是玻纤层压板或铝基板，电路板5是单面布线电路板、双面布线电路板或多层布线电路板。LED光源模块为白光光源、RGB光源或可调光光源中的一种或多种。

电路板5水平安装在碗状腔体601内，如图3、图4所示，电路板5上表面设置天线521和LED光源，LED光源呈中心分布，天线521设在电路板5的边缘，电路板5下表面封装大体积元器件。这样，光源分布更合理，发光效果更好。

电源电路是线性电源或非线性电源。对于短时照明或灯光控制，优选线性电源，体积小；对于长时间照明，优选电源模块是开关电源，效率高；优选，白光光源由开关电源供电，RGB光源由线性电源供电；无线通讯电路和控制电路由线性电源供电。

如图3所示，无线通讯及控制电路直接印刷布置在电路板5上，或者是焊接在电路板5上的独立集成模块元件(如图5所示)。天线521是独立的天线PCB板，或者是印刷布置在电路板5上的天线电路(如图3所示)，或者是用作天线的导线(如图6所示)。

本方案中，灯具外壳底部和顶部为金属外壳，周围为金属和塑料混合结构，通常为了获得较好的光分布效果，需要将光源板平行放置于灯罩塑料部件以下的地方。但根据天线发射原理，为了获得良好的信号发射和接收效果，天线周围不能有会屏蔽信号的金属部件。由于光源处于塑料灯罩下方的金属灯体内，现有技术中通常需要将天线垂直放置在光源表面以上的地方，这样严重影响光分布效果。本方案将无线通讯及控制电路和LED光源贴装于一块印制线路板上，将印制线路板固定于灯罩塑料部件和灯体金属部件结合处，将设计天线的信号发射和接收场强分布设计为花瓣形状，能够解决无线信号接收和光分布不均的问题。

如图8所示，电路板5上集成有整流滤波电路55、线性供电电路53、无线通讯及控制电路52、白光光源恒流电路54、RGB光源线性恒流电路56、白光光源511和RGB光源512，整流滤波电路输入端接交流电源，整流滤波电路的输出端接线性供电电路、白光光源恒流电路和RGB光源线性恒流电路，白光光源恒流电路输出端接白光光源，RGB光源线性恒流电路输出端接RGB光源，线性供电电路输出端接无线通讯及控制电路，无线通讯及控制电路的输出端接白光光源恒流电路和RGB光源线性恒流电路。

整流滤波电路的输入端接交流电源，经整流器整流后经过滤波由线性供电电路给无线通讯及控制电路供电，通过白光光源恒流电路给白光光源供电，通过RGB光源线性恒流电路给RGB光源供电。无线通讯及控制电路通过接收无线终端的指令，输出控制信号到白光光源恒流电路和RGB光源线性恒流电路，实现控制白光光源和RGB光源的开关和功率调节。

白光光源恒流电路54包括控制芯片U13(型号：MT7201)、电阻R5、R6、电容C27、二极管D5和电感L12，整流滤波电路的输出接二极管D5的负极、控制芯片U13的5脚和电阻R5、R6的一端，电阻R5、R6的另一端连接后接芯片U13的4脚和输出电容C27的一端，二极管D5的正极接芯片U13的1脚和电感L12的一端，电感L12的另一端接电容C26的一端和输出电容C27的另一端。芯片U13的2脚和电容C26的另一端接整流滤波电路的地。无线通讯及控制电路52的引脚PWMC与R7的一端相连，R7的另一端与白光光源恒流电路的芯片U13的引脚3相连。通过电阻R5和R6设置输出到白光光源的最大电流，通过无线通讯及控制电路52输出到U13的3脚的信号可以实现白光光源恒流电路输出电流的调节。

RGB光源线性恒流电路包括控制芯片U14、U15、U16(型号：SM15122)，电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，MOS管Q2、Q3、Q4，无线通讯及控制电路52的引脚PWMR、引脚PWMG、引脚PWMB分别经过电阻R8、R11、R14与MOS管Q2、Q3、Q4的栅极连接，四个MOS管的漏极分别接入RGB光源电路中的每路光源的负端。通过电阻R10、R13和R16可以分别设置输出到RGB每路光源的最大电流，通过无线通讯及控制电路52输出到MOS管Q2、Q3、Q4的信号可以实现RGB光源线性恒流电路输出电流的调节。

线性供电电路53包括电容C24、电阻R21、R22、R3、R4、三极管Q1和稳压集成芯片U1，整流滤波电路的输出接电阻R21、R22的一端，R22的另一端接三极管Q1的集电极，R21的另一端接三极管Q1的基极和稳压集成芯片U11的负极，稳压集成芯片U11的参考极接电阻R3、R4的一端，R3的另一端接三极管Q1的发射极、输出电容C24的一端和无线通讯及控制电路的引脚VDD3V3，稳压集成芯片U11的正极、电阻R4和电容C24的另一端一起接整流滤波电路的地。

如图9所示，无线通讯及控制电路52是无线通讯控制芯片(型号为

TLSR8269F512ET32)的通用电路。

通常无线通讯控制芯片的供电电压为3.3V，要求供电纹波小，目前，现有技术方案主要采用开关电源的方式将输入电压转换为模块所需的3.3V电压。无论输入电压为电网电压还是低压电源，本发明采用线性方式将输入电压转换为模块所需的3.3V电压。同时LED光源控制电路采用线性方式或线性和开关电源混合的方式给LED光源供电，能有效减少电路的元器件数量。这样能实现在有限的空间内将元器件贴装于于印制线路板光源的反面上，实现在LED灯珠的发光面没有分立器件。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种LED庭院灯，包括顶盖(1)、灯罩(2)、灯体(6)和电路板(5)，灯体(6)具有开口向上的碗状腔体(601)，碗状腔体(601)上面安装灯罩(2)和顶盖(1)，其特征在于，电源电路、LED光源和无线通讯及控制电路都集成设置在一块电路板(5)上，该电路板(5)安装在碗状腔体(601)内，无线通讯及控制电路包括发射和接收无线信号的天线(521)，天线(521)和LED光源设置在电路板(5)朝上的一面；

电路板(5)上集成有整流滤波电路(55)、线性供电电路(53)、无线通讯及控制电路(52)、白光光源恒流电路(54)、RGB光源线性恒流电路(56)、白光光源(511)和RGB光源(512)，整流滤波电路输入端接交流电源，整流滤波电路的输出端接线性供电电路、白光光源恒流电路和RGB光源线性恒流电路，白光光源恒流电路输出端接白光光源，RGB光源线性恒流电路输出端接RGB光源，线性供电电路输出端接无线通讯及控制电路，无线通讯及控制电路的输出端接白光光源恒流电路和RGB光源线性恒流电路；

电路板(5)水平安装在碗状腔体(601)内，电路板(5)上表面设置天线(521)和LED光源，LED光源呈中心分布，天线(521)设在电路板(5)的边缘，电路板(5)下表面封装大体积元器件；

天线(521)位于灯体(6)的碗状腔体(601)的上开口以下0至1cm。

2.根据权利要求1所述的一种LED庭院灯，其特征在于，电路板(5)通过固定柱(602)悬装在碗状腔体(601)内，灯罩(2)外面套设有若干个装饰圈(101)，灯体(6)下面安装有连接杆(9)和地插(10)。

3.根据权利要求1所述的一种LED庭院灯，其特征在于，电路板(5)的基材是玻纤层压板或铝基板，电路板(5)是单面布线电路板、双面布线电路板或多层布线电路板。

4.根据权利要求1所述的一种LED庭院灯，其特征在于，LED光源模块为白光光源、RGB光源或可调光光源中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种LED庭院灯，其特征在于，电源电路是线性电源或非线性电源。

6.根据权利要求1所述的一种LED庭院灯，其特征在于，无线通讯及控制电路直接印刷布置在电路板(5)上，或者是焊接在电路板(5)上的独立集成模块元件。

7.根据权利要求1所述的一种LED庭院灯，其特征在于，天线(521)是独立的天线PCB板，或者是印刷布置在电路板(5)上的天线电路，或者是用作天线的导线。