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幾種大功率LED防爆燈光源重在礦井中的合理應(yīng)用

2019年08月14日 08:32朔越防爆科技有限公司點(diǎn)擊量：1111

　　幾種大功率LED光源在礦用防爆燈具中的合理應(yīng)用根據(jù)煤礦井下工作場(chǎng)所的布置和劃分，井下的防爆燈具一般由礦燈、巷道燈、機(jī)車(chē)等、支架燈、應(yīng)急燈、信號(hào)燈，以及一些特殊場(chǎng)所用的泛光燈和投光燈。
 
　　單從LED光源的結(jié)構(gòu)特性來(lái)看，現(xiàn)應(yīng)用較多比較穩(wěn)定的也就下面幾種方案，下面詳細(xì)的介紹一下他們?cè)诘V用防爆燈具中的應(yīng)用：
 
　　早起巷道燈所用的小功率支架LED型主要用在井下防爆信號(hào)燈和早期的巷道燈中，一般采用數(shù)十顆支架型小功率Y5Y10管來(lái)做光源。一般使用了幾十到幾百顆Y5Y10白光LED點(diǎn)陣式排布，直接插接在PCB板或者焊接在鋁基板上，電源驅(qū)動(dòng)可以采用電容降壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。光學(xué)設(shè)計(jì)上無(wú)需考慮過(guò)多，不存在散熱問(wèn)題，燈具結(jié)構(gòu)上也很容易實(shí)現(xiàn)；尤其是這種管子國(guó)產(chǎn)化程度很高，燈具的成本比較低，很容易設(shè)計(jì)成燈具。但生產(chǎn)工藝復(fù)雜、燈具工作的可靠性差、故障效率高、外殼尺寸大，所以現(xiàn)在的巷道燈很少采用這種方案，但用在防爆信號(hào)燈中效果很理想。
 
　　仿熒光燈型巷道燈所用的小功率貼片LED型這種光源是對(duì)小功率支架型LED的改進(jìn)，與鋁基板條的焊接可采用回流焊，工藝自動(dòng)化高；做成燈條后整體導(dǎo)熱接觸充分，導(dǎo)電性能良好，所以生產(chǎn)效率高，成品率也相對(duì)高，如所示。LED貼片體積更小，但功率要比支架LED的大得多，所以燈具采用的管子數(shù)量要比支架LED型少。燈具的功率一般有10W和20W的規(guī)格，驅(qū)動(dòng)電路采用串并聯(lián)結(jié)合的方式，由于受其封裝工藝的影響，光源的透光體大多采用硅橡膠制作，所以光源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性不夠理想。目前在條型仿熒光燈的巷道燈上應(yīng)用較多，也可用在防爆支架燈上，由于電流小也易于實(shí)現(xiàn)本安化。
 
　　應(yīng)用較成熟的大功率基座(基板)LED型如所示，這是目前應(yīng)用多也成熟的方案。大多數(shù)12~ 18W圓形巷道燈都在采用這種方案，如所示。這種LED―般有1W和3W的規(guī)格，單顆功率較大，應(yīng)用廣泛。
 
　　井下一般的巷道高3m左右，寬4 ~5m燈的安裝間距一般為6~8m比較合適，為了達(dá)到在其照射范圍內(nèi)的理想照明效果，必須通過(guò)二次光學(xué)設(shè)計(jì)控制燈具的出光角度，使燈具在巷道的長(zhǎng)度方向出光角度盡可能的大，一般以160為宜，在巷道的寬度方向一般只需80~90°即可，這樣將LED光源發(fā)出的有限光就可全部合理地利用起來(lái)，使燈具發(fā)出的光形成一個(gè)橢圓型，使燈具在照射面域內(nèi)分布均勻。一般可采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的反光罩或者如所示的花生型LED透鏡來(lái)進(jìn)行二次光學(xué)處理。
 
　　采用這種方案的防爆燈具的電源驅(qū)動(dòng)可以采用開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路，效率較高，可達(dá)80%以上。功率較大時(shí)電路上可以采用兩路串聯(lián)驅(qū)動(dòng)，這樣可以降低總電路的負(fù)荷，避免單路驅(qū)動(dòng)時(shí)LED管子損壞造成的電路不穩(wěn)定，從而提高燈具的可靠性。同時(shí)燈具必須要有良好的散熱結(jié)構(gòu)，才能盡可能地降低管子本身的光衰，以保證燈具的使用壽命。
 
　　用基座型大功率LED做光源的防爆燈具其價(jià)格比白熾燈、日光燈、節(jié)能燈要高得多，但它的節(jié)能效果及壽命比其他燈具也高得多。其一次性投資較高，但長(zhǎng)期的節(jié)電效果及經(jīng)濟(jì)性都是非?？捎^的。由于它容易實(shí)現(xiàn)二次光學(xué)設(shè)計(jì)，所以也可用在井下機(jī)車(chē)燈、防爆泛光燈(如所示)防爆支架燈以及防爆應(yīng)急燈等復(fù)雜的燈具上。
 
　　巷道燈常用的多芯片集成型光源多芯片集成型LED光源(如所示)具有*的優(yōu)勢(shì)：通過(guò)不同的串并聯(lián)組合，可以實(shí)現(xiàn)各種不同的額定電壓和電流，更好地適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，提高整體發(fā)光效能，降低成本；單位面積的芯片數(shù)可多可少，可以封裝成各種不同的點(diǎn)光源和面光源。
 
　　這種防爆燈具生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，由于多點(diǎn)發(fā)光，二次光學(xué)設(shè)計(jì)的難度大。因?yàn)橐话銌晤w就能做到10W甚至到100W，所以對(duì)燈具的散熱要求也比較苛刻。
 
　　燈具設(shè)計(jì)時(shí)靈活性不大，受芯片局限性大，但光學(xué)系這種管子內(nèi)部的電路復(fù)雜(如所示)由于芯片內(nèi)部采用4并5串的方式供電，如果其中某一路上的某顆或幾顆管子損害，勢(shì)必造成整個(gè)電路驅(qū)動(dòng)上的不平衡，從而導(dǎo)致電路的負(fù)荷加大，工作不穩(wěn)定，內(nèi)部管子損壞后，人眼從外部根本無(wú)法發(fā)現(xiàn)；第二個(gè)原因就是管子自身的VF值也不均衡，或高或低，這樣也很難保證4路上的電流均衡，做不到真正的恒流驅(qū)動(dòng)，除非管子的內(nèi)部再附加其他的調(diào)整電路才能夠解決。
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