專利名稱：寬電源范圍不間斷照明隔爆礦井wled機(jī)車燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型內(nèi)容屬于半導(dǎo)體照明燈具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種礦井機(jī)車用隔爆型半導(dǎo)體照明燈。
背景技術(shù)：
目前礦井機(jī)車通常都采用24V 35W白熾燈作照明燈具，這種燈具的最大缺點(diǎn)是耗電量大，壽命極短。由于機(jī)車在井下需要連續(xù)照明，而白熾燈的使用時(shí)間又很短，因此礦區(qū)每年都要投入大量的人力物力對機(jī)車燈進(jìn)行更換維護(hù)，不僅維護(hù)費(fèi)用高，維護(hù)操作過程中也存在諸多不安全因素，嚴(yán)重影響機(jī)車的正常運(yùn)行。另外，由于礦井的供電電壓為127V，為了給24V井下機(jī)車燈供電，在機(jī)車上就必須專門安裝一臺(tái)開關(guān)型DC-DC變換器設(shè)備，這樣不僅增加了設(shè)備費(fèi)用，而且當(dāng)DC-DC變換器設(shè)備發(fā)生故障后，即使井下供電系統(tǒng)正常供電，機(jī)車燈也無法照明。
近年來，隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的快速發(fā)展，白光發(fā)光二極管(WLED)已廣泛應(yīng)用于礦用安全帽燈和隔爆巷道照明燈。這種新型照明燈的耗電量極小，光通量極大(80Lm/w)，壽命極長(理論壽命100000小時(shí))，且WLED都由直流低電壓供電，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，采用寬電源范圍24V～220V交直流轉(zhuǎn)換控制電路直接控制WLED燈已很可行，因此也不需要在機(jī)車上配置專為機(jī)車燈供電的DC-DC變換器設(shè)備，故WLED燈已成為礦井下照明的最理想的光源。目前，由于單只WLED的額定功率較小，尚不能達(dá)到正常照明的要求，因此一般都采用多只WLED陣列的形式，其最常用的方法是在一個(gè)平面電路板上布置多只WLED形成燈陣列。但這種燈陣列尚存在的主要缺點(diǎn)是光照范圍較窄，不能滿足許多實(shí)際工作場合的照明要求，另外，當(dāng)供電電源中斷時(shí)，不能保證應(yīng)急照明，因此在推廣應(yīng)用方面還存在有較大困難。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，進(jìn)而提供一種結(jié)構(gòu)合理、操作方便、耗電量小、使用壽命長、照明效果好并可保證應(yīng)急照明的寬電源范圍不間斷照明隔爆礦井WLED機(jī)車燈。
用于實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的寬電源范圍不間斷照明隔爆礦井WLED機(jī)車燈由隔爆燈罩、封裝在隔爆燈罩內(nèi)的電發(fā)光體以及隨燈體設(shè)置的綜合控制電路、后備鋰電池組及其充放電電路組成，其中所說的電發(fā)光體具有一個(gè)由至少三塊鋁基印刷電路板片同軸疊層套裝的圓柱型散熱器，在圓柱型散熱器最底層電路板片的下表面均勻布設(shè)有多只與控制電路聯(lián)接的半導(dǎo)體照明燈珠(WLED)，在其余電路板片的外周均勻布設(shè)有多只與控制電路聯(lián)接的半導(dǎo)體照明燈珠。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用在鋁基印刷電路板上安裝WLED后，再將多層電路板組合成圓柱型電發(fā)光體，雖然單只WLED的光通量較小，照射角度也較小，但是多只WLED組成陣列后，機(jī)車燈的照射角度和照射距離均可滿足機(jī)車照明要求。由于各WLED都由24V～220V寬電源范圍供電，因此不需要在機(jī)車上再配置專為機(jī)車燈供電的價(jià)格昂貴的DC-DC變換器設(shè)備，而且還能實(shí)現(xiàn)機(jī)車燈亮度、溫度、驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流綜合控制，大大延長WLED機(jī)車燈的使用壽命。此外，以往在井下供電電源中斷的情況下，為了保證機(jī)車燈不間斷照明，機(jī)車上必須配置貯能蓄電池，采用功率較大的白熾燈作照明燈具時(shí)，蓄電池必須具有很大的容量，比如24V 35W白熾燈供電電流約為1.5A，白熾燈點(diǎn)亮10小時(shí)，蓄電池的最小容量應(yīng)為24V 15Ah(360wh)，這樣大容量的蓄電池?zé)o法安裝在機(jī)車燈內(nèi)。而采用本實(shí)用新型所述的WLED機(jī)車燈，所需功率約為3W，供電電流為1A，WLED燈點(diǎn)亮10小時(shí)，蓄電池的最小容量為3.6V 10Ah(36wh)。近年來安全性能極好的磷酸鐵鋰電池已成功的在礦井下應(yīng)用，只需要1只10Ah的鋰電池即可保證10小時(shí)連續(xù)照明。


圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例電發(fā)光體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見附圖，本實(shí)用新型所述的寬電源范圍不間斷照明隔爆礦井WLED機(jī)車燈主要由WLED燈陣列組成的電發(fā)光體(燈泡)、WLED燈綜合控制電路、鋰電池組及其充放電電路、隔爆燈罩等部分組成。電發(fā)光體封裝在隔爆燈罩內(nèi)，如圖1所示，它由三層設(shè)有多只超高亮度半導(dǎo)體照明燈珠(WLED)2的鋁基印刷電路板1疊裝組成，其中在最底層印刷電路板1的下表面均勻布設(shè)有多只WLED，其余兩層電路板1則是在外周均勻布設(shè)多只WLED。組裝時(shí)，將各層鋁基印刷電路板1用金屬螺桿連接起來，構(gòu)成一個(gè)整體散熱器，可使WLED產(chǎn)生的熱量迅速散去。為保證當(dāng)供電電源中斷時(shí)，機(jī)車燈仍能應(yīng)急照明，在構(gòu)成電發(fā)光體的半導(dǎo)體照明燈珠2中，有不多于一半數(shù)的燈珠為與后備鋰電池組充放電電路聯(lián)接的輔光源半導(dǎo)體照明燈珠(即備用照明燈)，其余的大部分燈珠為與控制電源電路聯(lián)接的主光源半導(dǎo)體照明燈珠(即主用照明燈)。
在本實(shí)用新型所述的寬電源范圍不間斷照明隔爆礦井WLED機(jī)車燈中，為了減小WLED陣列光衰，延長使用壽命，采用了亮度、溫度、電壓、電流綜合控制系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)置有備用燈照明的鋰電池組充放電系統(tǒng)，其總的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。輸入端接有D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路，所以該照明燈不僅可由24V～220V直流電源供電，也可由24V～220V交流電源供電。內(nèi)置功率開關(guān)管的PWM控制電路U1(M0380)、電感T1、續(xù)流二極管D組成DC/DC變換器，該變換器輸出電壓由控制腳4外加信號(hào)決定。信號(hào)反饋電路由感光器件LX1、感溫器件TX1、電流采樣電阻R1、限壓保護(hù)穩(wěn)壓二極管D3、晶體管N1和光電耦合器U2等組成。在工作過程中，溫度變化時(shí)，感溫器件TX1的阻值變化，反饋電壓變化，DC/DC變換器輸出電壓變化。亮度變化時(shí)，感光器件LX1的阻值變化，反饋電壓變化，DC/DC輸出電壓變化。驅(qū)動(dòng)電流變化時(shí)，采樣電阻的壓降改變，反饋信號(hào)改變，從而改變DC/DC變換器輸出電壓，使驅(qū)動(dòng)電流維持不變，WLED陣列輸入電壓過高時(shí)，穩(wěn)壓管Z3擊穿，反饋電壓改變，從而可將WLED陣列輸入電壓限制在規(guī)定數(shù)值，確保WLED可靠工作。
備用照明燈部分由后備鋰電池、備用燈開關(guān)控制和后備照明燈構(gòu)成。電感T1的一個(gè)次級(jí)繞組和二極管D6組成的整流電路，給后備鋰電池充電。集成電路U3(MC33063)電感L1，續(xù)流二極管D8、電阻R11和R12組成備用鋰電池充電控制電路。鋰電池采用恒流轉(zhuǎn)恒壓充電模式。充電開始時(shí)，充電控制電路以恒定電流對鋰電池充電，當(dāng)充電壓達(dá)到磷酸鐵鋰的最高充電電壓3.65V后，充電電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒壓充電，鋰電池充電電流減到零，進(jìn)入浮充電狀態(tài)。井下電源系統(tǒng)中斷時(shí)，機(jī)車燈由備用蓄電池供電。
權(quán)利要求1.一種寬電源范圍不間斷照明隔爆礦井WLED機(jī)車燈，由隔爆燈罩、封裝在隔爆燈罩內(nèi)的電發(fā)光體以及隨燈體設(shè)置的綜合控制電源電路、后備鋰電池組及其充放電電路組成，其特征在于所說的電發(fā)光體具有一個(gè)由至少三塊鋁基印刷電路板片(1)同軸疊層套裝的圓柱型散熱器，在圓柱型散熱器最底層電路板片(1)的下表面均勻布設(shè)有多只與控制電路聯(lián)接的半導(dǎo)體照明燈珠(2)，在其余電路板片(1)的外周均勻布設(shè)有多只與控制電路聯(lián)接的半導(dǎo)體照明燈珠(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬電源范圍不間斷照明隔爆礦井WLED機(jī)車燈，其特征是在構(gòu)成電發(fā)光體的半導(dǎo)體照明燈珠(2)中，有不多于一半數(shù)的燈珠為與后備鋰電池組充放電電路聯(lián)接的輔光源半導(dǎo)體照明燈珠，其余燈珠為與控制電源電路聯(lián)接的主光源半導(dǎo)體照明燈珠。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種寬電源范圍不間斷照明隔爆礦井WLED機(jī)車燈，由隔爆燈罩、封裝在隔爆燈罩內(nèi)的電發(fā)光體以及隨燈體設(shè)置的綜合控制電源電路、后備鋰電池組及其充放電電路組成，其中所說的電發(fā)光體具有一個(gè)由至少三塊鋁基印刷電路板片同軸疊層套裝的圓柱型散熱器，在各層電路板片上均布設(shè)有多只與控制電路聯(lián)接的半導(dǎo)體照明燈珠。產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)合理、操作方便、耗電量小、使用壽命長、照明效果好、可保證應(yīng)急照明以及無需在機(jī)車上配置專用DC－DC變換器等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21V25/00GK2937795SQ200620079580
公開日2007年8月22日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者胡民海, 王鴻麟, 胡家培 申請人:西安智海電力科技有限公司