專利名稱：一種煤礦用led隔爆支架照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦用照明燈具，特別是一種煤礦用LED隔爆支架照明燈。
背景技術(shù)：
煤礦用隔爆支架燈，用于煤礦井下防爆場(chǎng)所作為照明用。由防爆外殼和光源兩部分 組成，光源是照明燈具的核心部分?，F(xiàn)有的隔爆支架燈采用的是金屬鹵化物燈泡和整流 器組成的光源組件。自愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈以來(lái)的100多年中，電光源照明經(jīng)歷了三個(gè)重 要發(fā)展階段，這三個(gè)階段中的代表性光源分別為白熾燈、熒光燈和高強(qiáng)度氣體放電燈。 現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為L(zhǎng)ED將有望發(fā)展成第四代光源，即半導(dǎo)體照明。LED使半導(dǎo)體器件通 過(guò)PN結(jié)實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換的，其特點(diǎn)為1、節(jié)能、不引起環(huán)境污染。LED具有電壓低、電 流小、亮度高的特性。 一個(gè)10-12w的LED光源發(fā)出的光能與一個(gè)35-150w的白熾燈發(fā) 出的光能相當(dāng)。同樣照明效果，LED比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%-90%，隨著技術(shù)的進(jìn)步，LED 正在成為一種新型的節(jié)能照明光源?，F(xiàn)在廣泛使用的熒光燈、汞燈燈光源中含有危害人 體健康的汞，這些光源的生產(chǎn)過(guò)程和廢棄的燈管都會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染。LED則沒(méi)有這 些問(wèn)題，是一種"清潔"的能源。2、壽命長(zhǎng)。LED利用固態(tài)半導(dǎo)體芯片將電能轉(zhuǎn)化成為 光能，外加環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊。LED單管壽命為IO萬(wàn)小時(shí)，光源壽 命在2萬(wàn)小時(shí)以上，而普通白熾燈的壽命約為1000小時(shí)，熒光燈、金屬鹵化物燈的壽 命也不會(huì)超過(guò)10000小時(shí)。LED使用環(huán)氧樹脂封裝的固態(tài)廣元，其結(jié)構(gòu)中沒(méi)有玻璃泡、 燈絲等易損壞的部件，是一種全固體結(jié)構(gòu)，因此能夠經(jīng)受得住振動(dòng)、沖擊而不致引起損 壞。3、安全性高。LED光源是用低電壓驅(qū)動(dòng)，發(fā)光穩(wěn)定、無(wú)污染，沒(méi)有頻閃現(xiàn)象，沒(méi)有 紫外線波段。4、運(yùn)行成本低。
發(fā)明內(nèi)容
LED光源雖然具有很大的優(yōu)點(diǎn)，但具體應(yīng)用于煤礦井下防爆場(chǎng)所作為照明燈具，仍需 要將大功率LED光源的選型及其散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和燈具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題解決好。
本實(shí)用新型的目的一是克服現(xiàn)有光源做為煤礦井下防爆場(chǎng)所照明燈具之不足，二是 解決好用LED光源做為煤礦井下防爆場(chǎng)所照明燈具的幾個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，提供的一種煤礦用 LED隔爆支架照明燈。
本實(shí)用新型的上述目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種煤礦用LED隔爆支架照明燈，包 括防爆殼體和設(shè)置于殼體防爆腔內(nèi)的光源組件，其特征是采用LED光源組件，它包括大 功率LED發(fā)光芯片、印刷線路基板、多介質(zhì)梯度散熱裝置及LED專用恒流電源，LED芯 片均勻分布并連接在復(fù)銅鋁基印刷線路板上，再通過(guò)多介質(zhì)梯度散熱裝置安裝固定在支 架上，LED專用恒流電源亦固定在支架上，支架聯(lián)接在防爆殼體上。
所說(shuō)多介質(zhì)梯度散熱裝置的熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)是按下列順序依次聯(lián)接構(gòu)成LED芯片-導(dǎo)熱 硅片墊圈-復(fù)銅鋁基板-導(dǎo)熱膠層-鋁散熱器-支架-殼體。
LED采用條狀模塊布置，每個(gè)條狀模塊由多個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)，LED發(fā)光芯片功率 為lw，相對(duì)色溫為5000-7500K，采用環(huán)氧樹脂透鏡封裝。LED條狀模塊最好設(shè)置為兩條，互相并聯(lián)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及效果LED芯片均勻分布并連接在復(fù)銅鋁基印刷線路板上，再通 過(guò)多介質(zhì)梯度散熱裝置安裝固定在支架上，通過(guò)LED芯片-導(dǎo)熱硅片墊圈-復(fù)銅鋁基板-導(dǎo)熱膠層-鋁散熱器-支架-殼體，這樣一個(gè)熱傳導(dǎo)途徑，構(gòu)成了多介質(zhì)梯度傳導(dǎo)法進(jìn)行 熱傳導(dǎo)，比較好地解決了光源組件的散熱問(wèn)題；LED釆用條狀模塊布置，互相并聯(lián)，每 個(gè)條狀模塊由多個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)，由于通過(guò)每一顆LED的電流相同，可以獲得均勻 的亮度。 一旦發(fā)生故障，最多影響l個(gè)模塊，另外l個(gè)模塊還能繼續(xù)工作，不至于整個(gè) 光源組件失效。


圖1是LED光源組件的多介質(zhì)梯度散熱結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是LED光源組件電路連接示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是采用LED光源做為煤礦井下防爆場(chǎng)所照明燈具，并解決大功率LED運(yùn) 行l(wèi)中的散熱問(wèn)題，LED的電路連接及防爆外殼是現(xiàn)有技術(shù)，不再敘述。
參看圖l， LED光源的煤礦用隔爆支架燈的技術(shù)關(guān)鍵是1、大功率LED光源的選型， 包括LED芯片的型號(hào)確定，模塊的連接方式確定。每個(gè)模塊可設(shè)置9顆LED芯片串聯(lián)， 由于通過(guò)每一顆LED的電流相同，可以獲得均勻的亮度。色溫的控制，依據(jù)光轉(zhuǎn)換和色 度學(xué)原理，采用藍(lán)光LED芯片和可以被藍(lán)光有效激發(fā)的黃色熒光粉(Ce3+激活的稀土石 榴石體系熒光粉是白光LED的首選材料，它們的吸收和激發(fā)光譜與InGaN (銦氮化鎵) 藍(lán)光芯片的藍(lán)色發(fā)光光譜相當(dāng)，相對(duì)于其他熒光粉來(lái)說(shuō)匹配效果最佳，而且發(fā)射光譜范 圍很寬，發(fā)光效率高，性能穩(wěn)定，耐電子束、紫外線和可見(jiàn)光光子的轟擊，故國(guó)內(nèi)外普 遍將其用作白光LED的黃成分熒光體)有機(jī)組合成白光LED技術(shù)實(shí)現(xiàn)白光，通過(guò)調(diào)控?zé)?光粉的強(qiáng)度比，實(shí)現(xiàn)各種色文的白光。將含有熒光粉的優(yōu)質(zhì)高透過(guò)率樹脂膠仔細(xì)涂覆在 藍(lán)光LED芯片周圍，用常規(guī)的封裝工藝和環(huán)氧樹脂封裝成凸鏡白光LED。 2、大功率LED 光源的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。作為照明，單只LED輸出的光通量大，大的光通量必須注入足夠 的電功率。但是LED芯片的溫升不能過(guò)高，否則各項(xiàng)性能和使用壽命會(huì)受到很大的影響。 顯然，光源組件必須具有一個(gè)良好的散熱結(jié)構(gòu)。首先，將LED芯片1均勻分布在一個(gè)面 積較大的復(fù)銅鋁基印刷線路板2上，每個(gè)封裝LED芯片與復(fù)銅鋁基印刷線路板的接觸面 設(shè)導(dǎo)熱硅片墊圈3。復(fù)銅鋁基印刷線路板2與鋁散熱器4螺釘5聯(lián)接，之間涂復(fù)導(dǎo)熱膠 層6。鋁散熱器4用螺釘7與支架8固定。LED專用恒流電源9亦固定在支架8上，支 架8聯(lián)接在防爆殼體上。構(gòu)成了多介質(zhì)梯度傳導(dǎo)法進(jìn)行熱傳導(dǎo)。通過(guò)LED芯片-導(dǎo)熱硅 片墊圈-復(fù)銅鋁基板-導(dǎo)熱膠層-鋁散熱器-支架-殼體，這樣一個(gè)熱傳導(dǎo)途徑，比較好地 解決了光源組件的散熱問(wèn)題。3、 LED光源組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要求燈具殼體與LED光源組件 連接簡(jiǎn)單可靠。通過(guò)一個(gè)安裝支架將LED光源組件固定在燈具殼體防爆腔內(nèi)的燈座連接 位置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、合理。
參看圖2，井下127伏交流電源通過(guò)LED專用恒流電源9 (市售)并聯(lián)2個(gè)LED模塊， 一旦發(fā)生故障，最多影響l個(gè)模塊，另外l個(gè)模塊還能繼續(xù)工作，不至于整個(gè)光源組件 失效。
權(quán)利要求1、一種煤礦用LED隔爆支架照明燈，包括防爆殼體和設(shè)置于殼體防爆腔內(nèi)的光源組件，其特征是采用LED光源組件，它包括大功率LED發(fā)光芯片、印刷線路基板、多介質(zhì)梯度散熱裝置及LED專用恒流電源，LED芯片均勻分布并連接在復(fù)銅鋁基印刷線路板上，再通過(guò)多介質(zhì)梯度散熱裝置安裝固定在支架上，LED專用恒流電源亦固定在支架上，支架聯(lián)接在防爆殼體上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用LED隔爆支架照明燈，其特征是所說(shuō)多介質(zhì)梯度散 熱裝置的熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)是按下列順序依次聯(lián)接構(gòu)成:LED芯片-導(dǎo)熱硅片墊圈-復(fù)銅鋁基板-導(dǎo)熱膠層-鋁散熱器-支架-殼體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦用LED隔爆支架照明燈，其特征是所說(shuō)LED采用 條狀模塊布置，每個(gè)條狀模塊由多個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)，LED發(fā)光芯片功率為lw，相對(duì) 色溫為5000-7500K，采用環(huán)氧樹脂透鏡封裝。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦用LED隔爆支架照明燈，其特征是所說(shuō)LED條狀模塊 為兩條，互相并聯(lián)。
專利摘要一種煤礦用LED隔爆支架照明燈，包括防爆殼體和殼體內(nèi)的光源組件，其特征是采用LED光源組件，它包括大功率LED發(fā)光芯片、印刷線路基板、多介質(zhì)梯度散熱裝置及LED專用恒流電源，LED芯片均勻分布并連接在復(fù)銅鋁基印刷線路板上，再通過(guò)多介質(zhì)梯度散熱裝置安裝固定在支架上，LED專用恒流電源亦固定在支架上，支架聯(lián)接在防爆殼體上。多介質(zhì)梯度散熱裝置的熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)LED芯片-導(dǎo)熱硅片墊圈-復(fù)銅鋁基板-導(dǎo)熱膠層-鋁散熱器-支架殼體。LED采用條狀模塊布置，每個(gè)條狀模塊由多個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)，LED發(fā)光芯片功率為1w，相對(duì)色溫為5000-7500K，采用環(huán)氧樹脂透鏡封裝。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK201149225SQ20072004130
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月2日
發(fā)明者張兆勇, 楊厚云, 金中良, 馬蘇躍 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院南京研究所