宽电源范围不间断照明隔爆矿井WLED机车灯制造技术

本实用新型专利技术涉及一种宽电源范围不间断照明隔爆矿井ＷＬＥＤ机车灯，由隔爆灯罩、封装在隔爆灯罩内的电发光体以及随灯体设置的综合控制电源电路、后备锂电池组及其充放电电路组成，其中：所说的电发光体具有一个由至少三块铝基印刷电路板片同轴叠层套装的圆柱型散热器，在各层电路板片上均布设有多只与控制电路联接的半导体照明灯珠。产品具有结构合理、操作方便、耗电量小、使用寿命长、照明效果好、可保证应急照明以及无需在机车上配置专用ＤＣ－ＤＣ变换器等优点。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本
技术实现思路
属于半导体照明灯具
，涉及一种矿井机车用隔爆型半导体照明灯。
技术介绍
目前矿井机车通常都采用24V 35W白炽灯作照明灯具，这种灯具的最大缺点是耗电量大，寿命极短。由于机车在井下需要连续照明，而白炽灯的使用时间又很短，因此矿区每年都要投入大量的人力物力对机车灯进行更换维护，不仅维护费用高，维护操作过程中也存在诸多不安全因素，严重影响机车的正常运行。另外，由于矿井的供电电压为127V，为了给24V井下机车灯供电，在机车上就必须专门安装一台开关型DC-DC变换器设备，这样不仅增加了设备费用，而且当DC-DC变换器设备发生故障后，即使井下供电系统正常供电，机车灯也无法照明。近年来，随着半导体照明技术的快速发展，白光发光二极管(WLED)已广泛应用于矿用安全帽灯和隔爆巷道照明灯。这种新型照明灯的耗电量极小，光通量极大(80Lm/w)，寿命极长(理论寿命100000小时)，且WLED都由直流低电压供电，随着电子技术的发展，采用宽电源范围24V～220V交直流转换控制电路直接控制WLED灯已很可行，因此也不需要在机车上配置专为机车灯供电的DC-DC变换器设备，故WLED灯已成为矿井下照明的最理想的光源。目前，由于单只WLED的额定功率较小，尚不能达到正常照明的要求，因此一般都采用多只WLED阵列的形式，其最常用的方法是在一个平面电路板上布置多只WLED形成灯阵列。但这种灯阵列尚存在的主要缺点是光照范围较窄，不能满足许多实际工作场合的照明要求，另外，当供电电源中断时，不能保证应急照明，因此在推广应用方面还存在有较大困难。
技术实现思路
本技术的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，进而提供一种结构合理、操作方便、耗电量小、使用寿命长、照明效果好并可保证应急照明的宽电源范围不间断照明隔爆矿井WLED机车灯。用于实现上述专利技术目的的技术解决方案是这样的所提供的宽电源范围不间断照明隔爆矿井WLED机车灯由隔爆灯罩、封装在隔爆灯罩内的电发光体以及随灯体设置的综合控制电路、后备锂电池组及其充放电电路组成，其中所说的电发光体具有一个由至少三块铝基印刷电路板片同轴叠层套装的圆柱型散热器，在圆柱型散热器最底层电路板片的下表面均匀布设有多只与控制电路联接的半导体照明灯珠(WLED)，在其余电路板片的外周均匀布设有多只与控制电路联接的半导体照明灯珠。与现有技术相比，本技术采用在铝基印刷电路板上安装WLED后，再将多层电路板组合成圆柱型电发光体，虽然单只WLED的光通量较小，照射角度也较小，但是多只WLED组成阵列后，机车灯的照射角度和照射距离均可满足机车照明要求。由于各WLED都由24V～220V宽电源范围供电，因此不需要在机车上再配置专为机车灯供电的价格昂贵的DC-DC变换器设备，而且还能实现机车灯亮度、温度、驱动电压和驱动电流综合控制，大大延长WLED机车灯的使用寿命。此外，以往在井下供电电源中断的情况下，为了保证机车灯不间断照明，机车上必须配置贮能蓄电池，采用功率较大的白炽灯作照明灯具时，蓄电池必须具有很大的容量，比如24V 35W白炽灯供电电流约为1.5A，白炽灯点亮10小时，蓄电池的最小容量应为24V 15Ah(360wh)，这样大容量的蓄电池无法安装在机车灯内。而采用本技术所述的WLED机车灯，所需功率约为3W，供电电流为1A，WLED灯点亮10小时，蓄电池的最小容量为3.6V 10Ah(36wh)。近年来安全性能极好的磷酸铁锂电池已成功的在矿井下应用，只需要1只10Ah的锂电池即可保证10小时连续照明。附图说明图1为本技术一个实施例电发光体的结构示意图。图2为本技术的电路结构示意图。具体实施方式参见附图，本技术所述的宽电源范围不间断照明隔爆矿井WLED机车灯主要由WLED灯阵列组成的电发光体(灯泡)、WLED灯综合控制电路、锂电池组及其充放电电路、隔爆灯罩等部分组成。电发光体封装在隔爆灯罩内，如图1所示，它由三层设有多只超高亮度半导体照明灯珠(WLED)2的铝基印刷电路板1叠装组成，其中在最底层印刷电路板1的下表面均匀布设有多只WLED，其余两层电路板1则是在外周均匀布设多只WLED。组装时，将各层铝基印刷电路板1用金属螺杆连接起来，构成一个整体散热器，可使WLED产生的热量迅速散去。为保证当供电电源中断时，机车灯仍能应急照明，在构成电发光体的半导体照明灯珠2中，有不多于一半数的灯珠为与后备锂电池组充放电电路联接的辅光源半导体照明灯珠(即备用照明灯)，其余的大部分灯珠为与控制电源电路联接的主光源半导体照明灯珠(即主用照明灯)。在本技术所述的宽电源范围不间断照明隔爆矿井WLED机车灯中，为了减小WLED阵列光衰，延长使用寿命，采用了亮度、温度、电压、电流综合控制系统，同时设置有备用灯照明的锂电池组充放电系统，其总的电路结构如图2所示。输入端接有D1、D2、D3、D4组成的桥式整流电路，所以该照明灯不仅可由24V～220V直流电源供电，也可由24V～220V交流电源供电。内置功率开关管的PWM控制电路U1(M0380)、电感T1、续流二极管D组成DC/DC变换器，该变换器输出电压由控制脚4外加信号决定。信号反馈电路由感光器件LX1、感温器件TX1、电流采样电阻R1、限压保护稳压二极管D3、晶体管N1和光电耦合器U2等组成。在工作过程中，温度变化时，感温器件TX1的阻值变化，反馈电压变化，DC/DC变换器输出电压变化。亮度变化时，感光器件LX1的阻值变化，反馈电压变化，DC/DC输出电压变化。驱动电流变化时，采样电阻的压降改变，反馈信号改变，从而改变DC/DC变换器输出电压，使驱动电流维持不变，WLED阵列输入电压过高时，稳压管Z3击穿，反馈电压改变，从而可将WLED阵列输入电压限制在规定数值，确保WLED可靠工作。备用照明灯部分由后备锂电池、备用灯开关控制和后备照明灯构成。电感T1的一个次级绕组和二极管D6组成的整流电路，给后备锂电池充电。集成电路U3(MC33063)电感L1，续流二极管D8、电阻R11和R12组成备用锂电池充电控制电路。锂电池采用恒流转恒压充电模式。充电开始时，充电控制电路以恒定电流对锂电池充电，当充电压达到磷酸铁锂的最高充电电压3.65V后，充电电路自动转换为恒压充电，锂电池充电电流减到零，进入浮充电状态。井下电源系统中断时，机车灯由备用蓄电池供电。权利要求1.一种宽电源范围不间断照明隔爆矿井WLED机车灯，由隔爆灯罩、封装在隔爆灯罩内的电发光体以及随灯体设置的综合控制电源电路、后备锂电池组及其充放电电路组成，其特征在于所说的电发光体具有一个由至少三块铝基印刷电路板片(1)同轴叠层套装的圆柱型散热器，在圆柱型散热器最底层电路板片(1)的下表面均匀布设有多只与控制电路联接的半导体照明灯珠(2)，在其余电路板片(1)的外周均匀布设有多只与控制电路联接的半导体照明灯珠(2)。2.根据权利要求1所述的宽电源范围不间断照明隔爆矿井WLED机车灯，其特征是在构成电发光体的半导体照明灯珠(2)中，有不多于一半数的灯珠为与后备锂电池组充放电电路联接的辅光源半导体照明灯珠，其余灯珠为与控制电源电路联接的主光源半导体照明灯珠。专利摘要本技术涉及一种宽电源范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽电源范围不间断照明隔爆矿井ＷＬＥＤ机车灯，由隔爆灯罩、封装在隔爆灯罩内的电发光体以及随灯体设置的综合控制电源电路、后备锂电池组及其充放电电路组成，其特征在于所说的电发光体具有一个由至少三块铝基印刷电路板片（１）同轴叠层套装的圆柱型散热器，在圆柱型散热器最底层电路板片（１）的下表面均匀布设有多只与控制电路联接的半导体照明灯珠（２），在其余电路板片（１）的外周均匀布设有多只与控制电路联接的半导体照明灯珠（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡民海，王鸿麟，胡家培，
申请(专利权)人：西安智海电力科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]