一种矿用本质安全型灯具制造技术

本发明专利技术公开了一种矿用本质安全型灯具，包括安装在防爆壳体内部的DC

【技术实现步骤摘要】
一种矿用本质安全型灯具


[0001]本专利技术属于井下灯具
，特别涉及一种矿用本质安全型灯具。

技术介绍

[0002]煤矿井下使用的直流电源装置与灯具具备较特殊的使用需求与安全要求，目前随着煤矿智能化的发展，大量LED照明灯具、井下服务器交换机路由器的使用，使得井下直流电源设备的应用量大幅增加，现有技术的井下本安电源存在的不足也日益凸显。现有技术的井下本安电源，主要不足有：
[0003]异常保护电路价格奇高。煤矿井下使用的本安型电源，对于自身的故障容错能力要求极高，要求输出端在发生短路条件下也不可产生火花，现有技术都通过采用采样速度极高的模拟量采样电路，采集输出端电流，发现短路迹象后快速关闭输出实现保护，由于该技术依赖高速采样，需要使用进口芯片，其成本奇高，一个1A额定电流的保护模块价格也在70元以上，极大地增加了电源采购成本。
[0004]电压波动适应能力差。井下供电系统常常采用127V，因电压低线损大，有时供电电压仅60
‑
70V，大部分开关电源产品均无法在如此低压下运行，为了能够适应低电压的工作环境，电源中DC
‑
DC变换器的变压器、主控芯片等必须大幅改进，这就又大幅增加了成本。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的问题，本专利技术的目的是提供一种矿用本质安全型灯具，能有效克服现有技术的短板，具备寿命长、价格低廉、适应低电压能力强额的突出优点。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种矿用本质安全型灯具，包括：
[0007]与矿用本安电源连接的整流滤波电路，所述整流滤波电路包括三相整流桥、移相电容、移相电感和滤波电容，所述矿用本安电源的交流N相输入端与所述三相整流桥的其中一相交流输入端连接，矿用本安电源的交流L相输入端分成两路，一路与所述移相电容串联后与所述三相整流桥的另一相交流输入端连接，另一路与所述移相电感串联后与所述三相整流桥的最后一相交流输入端连接；
[0008]DC
‑
DC降压转换电路，所述三相整流桥的直流输出端与所述滤波电容并联后与所述DC
‑
DC降压转换电路的直流输入端连接；
[0009]异常保护电路，所述异常保护电路包括低温可燃气体传感器、快速晶闸管、耦合变压器、限流电感、续流二极管和压敏电阻，所述快速晶闸管的正极与负极分别与所述DC
‑
DC降压转换电路的直流输出端正负极并联，所述低温可燃气体传感器串联于DC
‑
DC降压转换电路的直流输出端正极与快速晶闸管的门极之间，所述耦合变压器为单绕组三抽头结构，第一与第二抽头分别与所述快速晶闸管的正极与负极并联，第三抽头与所述压敏电阻串联后连接所述快速晶闸管的门极，所述限流电感与续流二极管并联后与DC
‑
DC降压转换电路的直流输出端串联；
[0010]照明电路，与所述DC
‑
DC降压转换电路连接。
[0011]进一步地，所述照明电路包括照明物联网模块、恒流二极管、LED灯组、预警LED灯组、报警LED灯组、控制三极管和控制三极管，所述照明电路的电源正负极分别与与所述DC
‑
DC降压转换电路的直流输出正负极连接，所述照明电路的电源正极与所述恒流二极管以及照明LED灯组串联后连接所述DC
‑
DC降压转换电路负极，所述物联网模块的电源正负极分别与所述照明电路的电源正负极连接，所述物联网模块的I/O输出端分别与控制三极管、控制三极管的基极连接，所述控制三极管、控制三极管的负极与所述照明电路的电源负极连接，所述控制三极管、控制三极管的集电极分别与预警LED灯组、报警LED灯组串联后连接所述照明电路的电源正极。
[0012]进一步地，所述DC
‑
DC降压转换电路、整流滤波电路、异常保护电路，照明电路均安装在防爆壳体内部。
[0013]进一步地，所述照明电路还包括天线，所述天线为环形多圈结构，沿着所述防爆壳体内壁环绕设置，所述天线的两端还连接有多倍压整流电路的交流侧，所述多倍压整流电路的直流侧与所述DC
‑
DC降压转换电路的直流输出端正负极连接，所述物联网模块的发射天线引出端与所述天线的其中一端连接。
[0014]进一步地，所述防爆壳体内部灌注有混合液体，所述混合液体体积占防爆壳体内空腔体积的90％，混合液体由四氯化碳液体、四氧化三铁颗粒、单质铁粉、增稠剂、悬浮剂按照四氯化碳液体20
‑
25％，四氧化三铁颗粒35
‑
40％，单质铁粉40
‑
45％，增稠剂3
‑
4％，悬浮剂5
‑
7％的质量百分比组成。
[0015]进一步地，所述四氧化三铁颗粒与单质铁粉颗粒大小为8000
‑
10000目
[0016]进一步地，所述限流电感的铁芯之间设有不等距气隙。
[0017]进一步地，所述滤波电容为薄膜电容器。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的工作原理与有益效果为：
[0019]1.成本低廉：本专利技术突破常规思路，采用短路分流，而不是快速切断短路的常规思路，克服快速短路检测所不可或缺的高价芯片导致的高额成本，本专利技术利用简单可靠的无源耦合变压器，检测输出端的电压波动，当短路发生前期电压降低时，其波动的电压信号已通过副边线圈传递至快速晶闸管，快速晶闸管可在10微妙时间内触发导通，将短路能量吸收，使得外部短路的火花不可能发生，起到本质安全的遗产保护效果，由于变压器一二次绕组的感应电动势同时产生，整个电路可在10微妙内启动保护，比起芯片检测再启动保护的现有技术，速度更快，而成本仅仅只有几元钱，极大程度地降低了本安异常保护电路的成本，也克服了进口芯片供货不稳的问题，通常一个18WA级防护的本安电源，成本高达300元，其中200多元为异常保护电路的成本，而本专利技术技术仅仅30元即可实现可靠的异常保护，可使电源系统的成本降低60％，同时摆脱了进口芯片依赖，有益效果极为显著。
[0020]2.可靠性高：本专利技术利用三相整流桥，建立单相分相整流，使得整流桥直流侧的纹波幅值大幅降低，因此滤波电容的容值可以大幅降低，就可以免去电解电容的使用，转而使用可靠性高的薄膜电容，因为克服了电解电容的寿命短板，显而易见电源的寿命可靠性可以大幅提升。本专利技术采用内部灌注四氯化碳溶液，利用不燃液体浸润散热，将能极大提升内部热量传导速度，消除高温元件，从而使寿命倍增。
[0021]3.稳定电网电压：本专利技术独辟蹊径，不是从电源自身层面改动来适应井下供电电压的不稳定，而是利用分相整流的特殊电路创新，通过电容器容量略大于电感，将整个电源
成为容性负载，利用容性负载的自身感性无功出力，补偿供电网络的无功，从而稳定供电网络电压，不但使自身免遭低电压的危害，还进一步稳定了井下供电电网的电压，降低电网损耗，从而降低电网线损、稳定电网电压，产生间接节能效益。此外本专利技术的功率因数是随着供电电压变化而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用本质安全型灯具，其特征在于，包括：与矿用本安电源连接的整流滤波电路(2)，所述整流滤波电路(2)包括三相整流桥(4)、移相电容(5)、移相电感(6)和滤波电容(7)，所述矿用本安电源的交流N相输入端与所述三相整流桥(4)的其中一相交流输入端连接，矿用本安电源的交流L相输入端分成两路，一路与所述移相电容(5)串联后与所述三相整流桥(4)的另一相交流输入端连接，另一路与所述移相电感(6)串联后与所述三相整流桥(4)的最后一相交流输入端连接；DC
‑
DC降压转换电路(1)，所述三相整流桥(4)的直流输出端与所述滤波电容(7)并联后与所述DC
‑
DC降压转换电路(1)的直流输入端连接；异常保护电路(3)，所述异常保护电路(3)包括低温可燃气体传感器(8)、快速晶闸管(9)、耦合变压器(10)、限流电感(11)、续流二极管(12)和压敏电阻(13)，所述快速晶闸管(9)的正极与负极分别与所述DC
‑
DC降压转换电路(1)的直流输出端正负极并联，所述低温可燃气体传感器(8)串联于DC
‑
DC降压转换电路(1)的直流输出端正极与快速晶闸管(9)的门极之间，所述耦合变压器(10)为单绕组三抽头结构，第一与第二抽头分别与所述快速晶闸管(9)的正极与负极并联，第三抽头与所述压敏电阻(13)串联后连接所述快速晶闸管(9)的门极，所述限流电感(11)与续流二极管(12)并联后与DC
‑
DC降压转换电路(1)的直流输出端串联；照明电路(14)，与所述DC
‑
DC降压转换电路(1)连接。2.如权利要求1所述的一种矿用本质安全型灯具，其特征在于，所述照明电路(14)包括照明物联网模块(15)、恒流二极管(16)、LED灯组(17)、预警LED灯组(18)、报警LED灯组(19)、控制三极管(20)和控制三极管(21)，所述照明电路(14)的电源正负极分别与所述DC
‑
DC降压转换电路(1)的直流输出正负极连接，所述照明电路(14)的电源正极与所述恒流二极管(16)以及照明LED灯组(17)串联后连接所述DC
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚，彭继国，杨木易，王金满，刘腾，孟奇，张华，孔祥志，
申请(专利权)人：北斗天地股份有限公司，
类型：发明
国别省市：