專利名稱：一種礦用防爆led應(yīng)急燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦用應(yīng)急照明技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種在井下斷電故障下，能自動(dòng)切換至備用蓄電池，并且可以較長(zhǎng)時(shí)間照明的防爆應(yīng)急燈。
背景技術(shù)：
礦用防爆應(yīng)急燈是指能夠在礦井下正常供電電源斷電后，提供一定時(shí)間照明以供臨時(shí)應(yīng)急之需的燈具。目前使用的應(yīng)急燈以自帶電源獨(dú)立控制型為主，正常電源接自井下交流電供電回路，平時(shí)應(yīng)急燈蓄電池充電，當(dāng)正常交流電電源切斷吋，備用電源即蓄電池自動(dòng)供電。現(xiàn)有的礦用防爆應(yīng)急燈采用的大都是傳統(tǒng)的光源如鹵素?zé)?、白熾燈?等，其體積大，耗電量較大，不節(jié)能、不環(huán)保，且照明亮度偏低，不能滿足礦井下要求較長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)急照明的特殊使用需要。也有部分使用LED作為光源，由于當(dāng)前LED的控制電路與普通燈泡的控制電路相比未進(jìn)行改變，存在蓄電池由于電壓改變而出現(xiàn)亮度不均勻的現(xiàn)象，從而降低了 LED的使用壽命。而現(xiàn)有的礦用防爆應(yīng)急燈在燈具設(shè)計(jì)時(shí)沒有很好的解決散熱和電源驅(qū)動(dòng)兩個(gè)主要技術(shù)難點(diǎn)，影響了應(yīng)急燈的可靠性和使用壽命，導(dǎo)致需要頻繁更換和照明時(shí)間普遍比較短。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有的礦用防爆應(yīng)急燈的光源壽命短、亮度不均勻、蓄電池壽命短和安全性不高的缺陷，本發(fā)明提出一種礦用防爆LED應(yīng)急燈。一種礦用防爆LED應(yīng)急燈，所述礦用防爆LED應(yīng)急燈的機(jī)械機(jī)構(gòu)包括箱蓋(I)、透明件(2)、防護(hù)網(wǎng)(3)、燈頭殼(6)、螺栓軸(7)、支撐座(8)、固定螺釘(9)、連接螺栓(10)、防爆箱體(11)，所述防爆箱體(11)、燈頭殼(6)作為散熱的渠道，在結(jié)構(gòu)上采用鋁合金外殼外面加散熱耆片的方式，利用空氣的自然對(duì)流散熱，并且燈頭可以繞所述螺栓軸(7)上下仰俯轉(zhuǎn)動(dòng)，燈頭也可繞所述固定螺釘(9)左右水平轉(zhuǎn)動(dòng)，以滿足不同場(chǎng)合、不同位置的照明需要；電路部分包括井下交流電(12)、電壓檢測(cè)電路(13)、整流濾波電路和芯片啟動(dòng)電路
(14)、蓄電池充放電電路(15)、蓄電池組(16)、輸出開關(guān)(17)、LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(18)和LED燈組(19);所述井下交流電(12)通過所述整流濾波電路和芯片啟動(dòng)電路(14)進(jìn)行降壓、整流、濾波后得到穩(wěn)定的直流電壓，通過所述蓄電池充放電電路(15)中的充電電路對(duì)所述蓄電池組(16)進(jìn)行充電，井下交流電(12)另一路輸出給所述電壓檢測(cè)電路(13)，在所述井下交流電(12)正常供電時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路(13)檢測(cè)不到電壓變化，輸出開關(guān)(17)不通，當(dāng)所述井下交流電(12)斷電后，所述電壓檢測(cè)電路(13)驅(qū)動(dòng)所述輸出開關(guān)(17)打開，使所述蓄電池組(16)經(jīng)由所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(18)使LED燈組(19)自動(dòng)點(diǎn)亮，以實(shí)現(xiàn)礦井下的應(yīng)急照明。所述的礦用防爆LED應(yīng)急燈，所述蓄電池充放電電路(15)中的充電電路由電阻RU R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9、NPN型三極管Ql和PNP型三極管Q2、N溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管Q3、可變電阻Rx、熔斷器F1、運(yùn)算發(fā)大器LM358、發(fā)光二極管DS15和防反充ニ極管Dl組成；所述充電電路采用防反充ニ極管Dl防止蓄電池向充電電源反向充電；采用運(yùn)算放大器LM358的1、2、3管腳控制充電，正常工作情況下，LM358的I管腳為高電位，三極管Ql導(dǎo)通，三極管Q2導(dǎo)通，MOS管Q3導(dǎo)通，開始充電，蓄電池充電時(shí)，發(fā)光二極管DS15亮起，當(dāng)電壓達(dá)到過充點(diǎn)7. 2V時(shí)，LM358控制I管腳為低電位，三極管Ql不通，三極管Q2不通，MOS管不通，充電過程停止。所述的礦用防爆LED應(yīng)急燈，所述蓄電池充放電電路(15)中的放電電路由電阻R10、R11、R12、R13、R14和R15、三極管NPN型Q4、N溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管Q5和可變電阻Rx2組成；放電保護(hù)由LM358的5、6、7管腳實(shí)現(xiàn)；正常放電情況下，LM358的7管腳為低電位，三極管Q4不通，MOS管Q5導(dǎo)通，負(fù)載輸出正常；當(dāng)電壓達(dá)到過放點(diǎn)3. 9V吋，LM358的7管腳位高電位時(shí)，三極管Q4導(dǎo)通，MOS管Q5不通，負(fù)載端無輸出。所述的礦用防爆LED應(yīng)急燈，所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(18)包括控制元件MC34063及外圍元件電容Cl、電容C2、電容C3，一個(gè)電感L，一個(gè)ニ極管SD，一個(gè)電阻R16 ;當(dāng)流過LED的電流變化時(shí)，假設(shè)變大，此時(shí)R16上的電壓變大，反饋給IC，IC通過內(nèi)部電路調(diào)節(jié)，LX 的輸出開關(guān)信號(hào)的占空比減小，輸出電壓減小，流過LED的電流減小，反之亦然，這樣起到電流調(diào)節(jié)的目的。整個(gè)礦用防爆應(yīng)急燈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用的電路元器件更少，整體性能更可靠，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，滿足礦井下對(duì)礦用防爆應(yīng)急燈的需求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(I)采用LED作為光源，具有發(fā)光效率高、耗電量少、安全可靠性強(qiáng)、環(huán)保等優(yōu)良特性，(2)本發(fā)明采用的充放電電路可以提高采用免維護(hù)鎳鎘電池組的使用壽命；(3)防爆箱體的結(jié)構(gòu)緊湊，散熱效果好，因此本發(fā)明的安全可靠性高；(4)采用LED恒流驅(qū)動(dòng)，改變蓄電池由于電壓改變而出現(xiàn)亮度不均勻的現(xiàn)象，提高了 LED的使用壽命。


圖I是礦用防爆應(yīng)急燈電路總框圖；圖2是礦用防爆應(yīng)急燈的蓄電池充電電路；圖3是礦用防爆應(yīng)急燈的蓄電池放電電路；圖4是礦用防爆應(yīng)急燈的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路；圖5礦用防爆應(yīng)急燈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.箱蓋；2.透明件；3.防護(hù)網(wǎng)；4. LED ；5.電線；6.燈頭殼；7.螺栓軸；8.支撐座；9.固定螺釘；10.連接螺栓；11.防爆箱體。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖I示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的礦用防爆應(yīng)急燈電路總框圖。如圖I所示，礦用防爆應(yīng)急燈的電路控制系統(tǒng)包括井下交流電12、電壓檢測(cè)電路13、整流濾波電路和芯片啟動(dòng)電路14、蓄電池充放電電路15、蓄電池組16、輸出開關(guān)17、LED恒流驅(qū)動(dòng)電路18和LED燈組19。所述井下交流電12通過所述整流濾波電路和芯片啟動(dòng)電路14進(jìn)行降壓、整流、濾波后得到穩(wěn)定的直流電壓，通過所述蓄電池充放電電路15中的充電電路對(duì)所述蓄電池組16進(jìn)行充電，井下交流電12另一路輸出給所述電壓檢測(cè)電路13，在所述井下交流電12正常供電時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路13檢測(cè)不到電壓變化，輸出開關(guān)17不通，當(dāng)所述井下交流電12斷電后，所述電壓檢測(cè)電路13驅(qū)動(dòng)所述輸出開關(guān)17打開，使所述蓄電池組16經(jīng)由所述 LED恒流驅(qū)動(dòng)電路18使LED燈組19自動(dòng)點(diǎn)亮，以實(shí)現(xiàn)礦井下的應(yīng)急照明。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖I所示的，礦用防爆應(yīng)急燈電路總框圖中的充電電路的詳細(xì)原理圖。參見圖2所示，其中，充電電路由電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9、三極管NPN型Ql和PNP型Q2、N溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET-N) Q3、可變電阻Rx、熔斷器F1、運(yùn)算發(fā)大器LM358、發(fā)光二極管DS15和普通ニ極管Dl組成。所述充電電路采用防反充ニ極管Dl防止蓄電池向充電電源反向充電。用運(yùn)算放大器LM358的I、2、3管腳控制充電，正常工作情況下，LM358的I管腳為高電位，三極管Ql導(dǎo)通，三極管Q2導(dǎo)通，MOS管Q3導(dǎo)通，開始充電，蓄電池充電時(shí)，發(fā)光二極管DS15亮起，當(dāng)電壓達(dá)到過充點(diǎn)7. 2V時(shí)，LM358控制I管腳為低電位，三極管Ql不通，三極管Q2不通，MOS管不通，充電過程停止。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖I所示的，礦用防爆應(yīng)急燈電路總框圖中的放電電路的詳細(xì)原理圖。參見圖3所示，其中，放電電路由電阻RIO、Rll、R12、R13、R14和R15、三極管NPN型Q4、N溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET-N) Q5和可變電阻Rx2組成。放電保護(hù)由LM358的5，6，7管腳實(shí)現(xiàn)。正常放電情況下，LM358的7管腳為低電位，三極管Q4不通，MOS管Q5導(dǎo)通，負(fù)載輸出正常。當(dāng)電壓達(dá)到過放點(diǎn)3. 9V吋，LM358的7管腳位高電位時(shí)，三極管Q4導(dǎo)通，MOS管Q5不通，負(fù)載端無輸出。圖4示出所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路18,包括控制元件IC (具體為MC34063)及外圍元件電容C1、C2、C3，一個(gè)電感L，一個(gè)ニ極管SD，一個(gè)電阻R16。工作過程為當(dāng)流過LED的電流變化時(shí)，假設(shè)變大，此時(shí)R16上的電壓變大，反饋給IC，IC通過內(nèi)部電路調(diào)節(jié)，LX的輸出開關(guān)信號(hào)的占空比減小，輸出電壓減小，流過LED的電流減小，反之亦然，這樣起到電流調(diào)節(jié)的目的。如圖5所示，本發(fā)明包括箱蓋I、透明件2、防護(hù)網(wǎng)3、LED4、電線5、燈頭殼6、螺栓軸7、支撐座8、固定螺釘9、連接螺栓10、防爆箱體11，所述防爆箱體11與所述箱蓋I由所述連接螺栓10固定連接為一體，所述防護(hù)網(wǎng)3、透明件2、燈頭殼6和LED4由所述固定螺釘9、螺栓軸7、支撐座8固定在所述防爆箱體11上，所述防爆箱體11、燈頭殼6作為散熱的渠道，在結(jié)構(gòu)上采用鋁合金外殼外面加散熱耆片的方式，利用空氣的自然對(duì)流散熱，并且燈頭可繞所述螺栓軸7上下仰俯轉(zhuǎn)動(dòng)，燈頭也可繞所述固定螺釘9左右水平轉(zhuǎn)動(dòng)，以滿足不同場(chǎng)合、不同位置的照明需要。燈蓋與所述燈頭殼6為平面隔爆結(jié)構(gòu)，接線和安裝或更換燈泡方便、旋轉(zhuǎn)三個(gè)蝶形螺栓，可迅速開蓋。本發(fā)明同現(xiàn)有的應(yīng)急燈工作方式相同，即在所述井下交流電12正常通電情況下，所述的LED燈組19處于熄燈待機(jī)狀態(tài)，一旦所述井下交流電12斷電后，所述的LED燈組19自動(dòng)點(diǎn)亮，進(jìn)行應(yīng)急照明。經(jīng)試驗(yàn)，在所述蓄電池組16滿電的情況下，可以應(yīng)急照明時(shí)間達(dá)140分鐘，足以滿足礦井下的需要。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種礦用防爆LED應(yīng)急燈，其特征在于，所述礦用防爆LED應(yīng)急燈的機(jī)械機(jī)構(gòu)包括箱蓋(I)、透明件(2)、防護(hù)網(wǎng)(3)、燈頭殼(6)、螺栓軸(7)、支撐座(8)、固定螺釘(9)、連接螺栓(10)、防爆箱體(11)，所述防爆箱體(11)、燈頭殼(6)作為散熱的渠道，在結(jié)構(gòu)上采用鋁合金外殼外面加散熱耆片的方式，利用空氣的自然對(duì)流散熱，并且燈頭可以繞所述螺栓軸(7)上下仰俯轉(zhuǎn)動(dòng)，燈頭也可繞所述固定螺釘(9)左右水平轉(zhuǎn)動(dòng)，以滿足不同場(chǎng)合、不同位置的照明需要；電路部分包括井下交流電(12)、電壓檢測(cè)電路(13)、整流濾波電路和芯片啟動(dòng)電路(14)、蓄電池充放電電路(15)、蓄電池組(16)、輸出開關(guān)(17)、LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(18)和LED燈組(19);所述井下交流電(12)通過所述整流濾波電路和芯片啟動(dòng)電路(14)進(jìn)行降壓、整流、濾波后得到穩(wěn)定的直流電壓，通過所述蓄電池充放電電路(15)中的充電電路對(duì)所述蓄電池組(16)進(jìn)行充電，井下交流電(12)另一路輸出給所述電壓檢測(cè)電路(13)，在所述井下交流電(12)正常供電時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路(13)檢測(cè)不到電壓變化，輸出開關(guān)(17)不通，當(dāng)所述井下交流電(12)斷電后，所述電壓檢測(cè)電路(13)驅(qū)動(dòng)所述輸出開關(guān)(17)打開，使所述蓄電池組(16)經(jīng)由所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(18)使LED燈組(19)自動(dòng)點(diǎn)亮，以實(shí)現(xiàn)礦井下的應(yīng)急照明。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用防爆LED應(yīng)急燈，其特征在于，所述蓄電池充放電電路(15)中的充電電路由電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9、NPN型三極管QI和PNP型三極管Q2、N溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管Q3、可變電阻Rx、熔斷器F1、運(yùn)算發(fā)大器LM358、發(fā)光二極管DS15和防反充二極管Dl組成；所述充電電路采用防反充二極管Dl防止蓄電池向充電電源反向充電；采用運(yùn)算放大器LM358的1、2、3管腳控制充電，正常工作情況下，LM358的I管腳為高電位，三極管Ql導(dǎo)通，三極管Q2導(dǎo)通，MOS管Q3導(dǎo)通，開始充電，蓄電池充電時(shí)，發(fā)光二極管DS15亮起，當(dāng)電壓達(dá)到過充點(diǎn)7. 2V時(shí)，LM358控制I管腳為低電位，三極管Ql不通，三極管Q2不通，MOS管不通，充電過程停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用防爆LED應(yīng)急燈，其特征在于，所述蓄電池充放電電路(15)中的放電電路由電阻RIO、R11、R12、R13、R14和R15、三極管NPN型Q4、N溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管Q5和可變電阻Rx2組成；放電保護(hù)由LM358的5、6、7管腳實(shí)現(xiàn)；正常放電情況下，LM358的7管腳為低電位，三極管Q4不通，MOS管Q5導(dǎo)通，負(fù)載輸出正常；當(dāng)電壓達(dá)到過放點(diǎn)3. 9V時(shí)，LM358的7管腳位高電位時(shí)，三極管Q4導(dǎo)通，MOS管Q5不通，負(fù)載端無輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用防爆LED應(yīng)急燈，其特征在于，所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(18)包括控制元件MC34063及外圍元件電容Cl、電容C2、電容C3，一個(gè)電感L，一個(gè)二極管SD，一個(gè)電阻R16 ;當(dāng)流過LED的電流變化時(shí)，假設(shè)變大，此時(shí)R16上的電壓變大，反饋給IC，IC通過內(nèi)部電路調(diào)節(jié)，LX的輸出開關(guān)信號(hào)的占空比減小，輸出電壓減小，流過LED的電流減小，反之亦然，這樣起到電流調(diào)節(jié)的目的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦用防爆LED應(yīng)急燈，采用防爆箱體(11)、燈頭殼(6)作為散熱的渠道，在結(jié)構(gòu)上采用鋁合金外殼外面加散熱耆片的方式，利用空氣的自然對(duì)流散熱；電路部分包括井下交流電(12)、電壓檢測(cè)電路(13)、整流濾波電路和芯片啟動(dòng)電路(14)、蓄電池充放電電路(15)、蓄電池組(16)、輸出開關(guān)(17)、LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(18)和LED燈組(19)；采用LED作為光源，具有發(fā)光效率高、耗電量少、安全可靠性強(qiáng)、環(huán)保等優(yōu)良特性；防爆箱體的結(jié)構(gòu)緊湊，散熱效果好，因此本發(fā)明的安全可靠性高；采用LED恒流驅(qū)動(dòng)，改變蓄電池由于電壓改變而出現(xiàn)亮度不均勻的現(xiàn)象，提高了LED的使用壽命。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102869171SQ20121038270
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者李中凱, 郭強(qiáng), 崔海龍, 白濤, 王瑞, 千紅濤 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)