led矿灯驱动电路设计.docx
led 矿灯驱动电路设计The Design of LED Miner”s Driving Circuit Author:Yang LeiTutor:Li Haixia AbstractWith the development of semiconductor lighting, LED is already a research hotspot,and is showing tremendous potential and brightprospect.Since LED miner”s lamp is its, compares with fluorescent lamp with white heat tengsten lamp. Major technical advantage is little for volume , give out heat to measure is low ( no heat radiation ) , power consumption is little ( low voltage and low current start ) , the life long response speed ( above theoretical life one-hundred thousands hs) is quick ( incorporate second few levels ) , endure vibration and impact and free from contamination. As miner”s lamp light source,LED is consistentwiththetechnicalspecificationsandsafety requirements.Nowhugemanpowerandfinancialresourcesare investedtoresearchLED,andthefocusareenhancingthe performance and reducing the cost.The electrical and optical characteristics are introduced at first.Then, a LED miner”s lamp and a high power constant current system for driving LEDs are designed, using the technology of electronics and switching power supply. The latest HB-LED, the specialized chip for LED driving . It can be seen that the miner”s lamp based on LED is better in lighting, working for longer time, of longer lifetime, smaller in size, and maintenance free, which holds great advantage compared to traditional miner”s lamp. It is a revolutionary product in the coal mine industry.At last, the proposals to improve the miner”s lamp and the LED driving system are given, and the development of LED and its driving technology is expected.Key Words：LED ,* ,Drive circuit,Miner目 录1 绪论11.1课题研究背景及其意义11.2 课题研究现状11.3 课题研究方法21.4论文的组成及重要内容框图22 LED在 矿 灯 照 明 的 发 展 和 行 业 标准42.1LED光源带动照明产业革命42.2 煤 炭 行 业 的 矿 灯 标 准 和 设 计 注 意 事项42.3将LED作为矿灯光源的优势53 LED驱动特性及实现方法73.1 直流控制73.2 高效率83.3 PWM调光93.4 过压保护93.5 负载断开103.6 简便易用103.7 小尺寸114 LED矿灯电路设计124.1 电池的选择124.2 驱动电路的设计124.3 充电电路设计174.4LED矿灯电路原理图20结论22致谢231 绪 论1.1 课题争论背景及其意义近年连续几起特大型矿难，使国家和政府对煤矿安全生产工作极为重视，国家对煤矿电气设备加强把关，提倡争论开发本质安全型产品，以提高安全生产条件。矿灯是煤矿工人必备的井下照明灯具，属特别型防爆产品，其安全性能和质量与煤矿安全生产息息相关。为了提高矿灯的安全性能，防止因矿灯性能问题引发的瓦斯事故，我国已正式公布了矿灯国家标准矿灯安全性能通用要求(GB79572023)， 自 2023 年 4 月 1 日起，全部煤矿必需全部换用型矿灯。因此，争论开发技术先进、具有多重功能、安全牢靠的型矿灯势在必行。发光二极管(LED)由于具有一系列的优点而成为一代矿灯的首选光源。LED 矿灯是一种煤矿井下作业矿工使用的型防爆矿灯，承受先进的LED 冷光源，利用锂离子电池供电。该矿灯可用于煤矿工人井下照明使用，还可用于抢险救灾等特别场合，具有安全牢靠，维护简便，节能等优点，是煤炭行业照明应用的必定趋势。1.2 课题争论现状我国矿灯的进展始于上个世纪 60 年月初，当时我国自主开发研制了以铅酸蓄电池和锡镍蓄电池为电源的 KS 和 l(J 系列矿灯产品。这些矿灯始终承续了几十年，虽然经过不断改进，但在电源形式、光源、构造、功能等方面并没有多大的变化。通过对瓦斯爆炸矿难事故的调查和统计得出，有相当局部的矿难是由矿工随身携带使用的矿灯引起的，现有矿灯本身存在的缺陷、矿灯生产中的质量问题、矿工的素养等诸多因素成为导致我国煤矿频发矿难事故的重要因素之一。国外先进矿灯主要有如下特点：承受双光源，一个光源烧坏后，可用关心光源照明；承受阻燃耐脂肪酸电缆和防静电塑料外壳；灯头和蓄电池局部到达 IP54 防护等级，可防水和粉尘；矿灯强度和耐冲击性好；外部紧固闭锁装置一般承受铅封或锡焊，可防止随便拆卸矿灯；蓄电池容量大，可保证点灯时间达 16H。2023 年第一代承受 LED 光源的矿灯在我国产生，该产品电源承受锂电池，光源承受多只红光、绿光、白光、LED 并联，多色光通过特别的 凸透镜后产生人眼所见的白光， 照度到达 700lx，到达矿灯标着要求的照度，并且产品体积、重量比传统矿灯大幅减小，具有免维护功能。随着 LED 技术的进展及其在照明领域的广泛应用，近年来又有很多企业通入 LED 光源矿灯的开发争论，最的矿灯产品承受额定电流350mA 的大功率白光 LED 作光源，以聚合物锂离子蓄电池作为电源，去掉了传统矿灯的电缆，将蓄电池和光源密封在同一个塑料壳体内，成为最兴得电源和光源有机的结合，照度达 1200lx 以上，重量 200G，仅为传统矿灯的格外之一。我国于 2023 年 6 月成立国家半导体照明工程协调领导小组，正式启动“国家半导体照明工程”。国家“十五”科技攻关打算“半导体照明产业化技术开发”重大工程已正式立项。1.3 课题争论方法通过参阅各种资料和文献，依据教师的介绍收集很多相关资料。此课题国家“十五”科技攻关打算“半导体照明产业化技术开发”工程。主要是为半导体照明技术应用于煤炭等特别行业，设计出一种可行、稳定、有用的驱动电路系统。在选择光源方面，通过对国家煤炭行业矿灯标准的查阅，目前单颗 1W LED 光通量已达 95 lm，作为矿灯光源绰绰有余。这里选用的是深圳市量子光电(Quantum)生产的高功率白光 LED，型号50KBW610-01WM。承受锂电池供电的方式。通过对文献的查阅，考虑到矿灯的各项指标和 LED 的电学特性， 参考王光峰白光 LED 驱动电路的争论及其电路的设计、周志敏，周纪海，纪爱华编著.LED 驱动电路设计与应用，设计出牢靠的驱动电路系统。参考李健，田行锂电池线性充电治理芯片* 及其应用、魏惠风.大功率 LED 路灯驱动电源设计选用了比较适宜的充电电路。最终通过制图工具把驱动电路和电源系统进展组合和设计，设计出整个矿灯电路的原理图，进展测试，证明其牢靠性。1.4 论文的组成及原理框图本设计先对 LED 的进展和在煤炭业作为光源的优势进展了介绍， 然后对 LED 驱动特性及实现方法进展了争论，最终设计出了 LED 矿灯的驱动电路和电源系统，整合为 LED 矿灯整体电路系统。图 1.1 为LED 矿灯驱动电路设计的组成框图。
