專利名稱：亮度穩(wěn)定不變的礦燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于照明設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及能夠保持亮度穩(wěn)定不變的礦燈，廣泛應(yīng)用于礦井下、搶險救援和野外照明等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前礦燈大多采用4V直流、0.6~1.05A白熾燈泡作為光源，采用酸或堿電解液蓄電池作為電源；也有部分采用白色發(fā)光二極管作為光源，采用鎳氫、鋰離子、鋰聚合物充電電池作為電源。但都存在一個問題，在使用過程中，隨著電池放電，電壓逐漸下降，電流減小，亮度也跟著下降，點燈開始時和點燈11小時時的照度相差達(dá)400Lx，嚴(yán)重影響視覺效果，容易造成工作人員的眼睛疲勞和對眼睛的傷害，甚至發(fā)生事故。
由于電源電壓在4V左右，白色發(fā)光二極管工作電壓在3.6V、電流20mA左右，每個都需要串聯(lián)限流電阻，造成無用功耗；同時，白色發(fā)光二極管不發(fā)光的截止電壓比較高，電池剩余電量無法使用，加大了電池容量，也就加大了成本和重量。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種亮度穩(wěn)定不變的礦燈，以解決隨著電池放電而亮度下降的問題，限流電阻的功耗問題，以及電池剩余容量的利用問題。
本實用新型設(shè)計的一種亮度穩(wěn)定不變的礦燈，由電池，及與該電池連接成回路的開關(guān)和光源組成，其特征在于，在所述回路的開關(guān)和光源組之間還連接有開關(guān)電源電路，所述開關(guān)電源電路由脈沖寬度調(diào)制電路、邏輯控制電路、開關(guān)變換場效應(yīng)管、升壓電感、整流二極管、濾波電容、檢測取樣電阻、反饋電壓比較電路和過壓保護(hù)電路組成，其連接關(guān)系為邏輯控制電路分別與脈沖寬度調(diào)制電路、開關(guān)變換場效應(yīng)管和過壓保護(hù)電路相連，反饋電壓比較電路通過檢測取樣電阻與濾波電容相連，升壓電感與開關(guān)變換場效應(yīng)管相連，整流二極管一端同時與升壓電感和開關(guān)變換場效應(yīng)管相連，另一端同時與濾波電容和過壓保護(hù)電路。
所述脈沖寬度調(diào)制電路、邏輯控制電路、開關(guān)變換場效應(yīng)管、整流二極管、反饋電壓比較電路和過壓保護(hù)電路可部分組合或全部集成的集成電路。
所述的光源可為燈泡或白色發(fā)光二極管。
所述的電池可為鎳氫、鋰離子、鋰聚合物充電電池或酸或堿電解液蓄電池。
所述的白色發(fā)光二極管可采用多個白色發(fā)光二極管串聯(lián)連接后接入所述的開關(guān)電源電路。也可采用多個白色發(fā)光二極管分成數(shù)量相等的兩路或多路分別串聯(lián)后再并聯(lián)接入所述的開關(guān)電源電路。
所述的每一個白色發(fā)光二極管可并聯(lián)一個穩(wěn)壓管。
本實用新型的有益效果是，礦燈能夠在使用過程中始終保持高亮度穩(wěn)定不變，保護(hù)眼睛，提高視覺效果，避免發(fā)生因亮度原因造成的事故；在負(fù)載開路、過壓、短路、過流時，能夠關(guān)閉輸出，提供保護(hù)，防止發(fā)生事故；采用白色發(fā)光二極管作為光源時，明顯降低功耗，提高電源效率和電池利用率，減小電池容量，節(jié)約成本，而且增加可靠性。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型的電路工作原理圖。
圖2是本實用新型具體實施方式
的電路詳細(xì)圖。
圖3是本實用新型具體實施方式
的印刷線路板在礦燈燈頭內(nèi)的安裝示意圖。
圖4是圖3的A-A剖視圖。
圖中1.電池，2.開關(guān)，3.開關(guān)電源電路，3a.集成電路，3a1.脈沖寬度調(diào)制電路，3a2.邏輯控制電路，3a3.開關(guān)變換場效應(yīng)管，3a4.反饋電壓比較電路，3a5.過壓保護(hù)電路，3b.升壓電感，3c.整流二極管，3d.濾波電容，3e.檢測取樣電阻，4.燈泡或白色發(fā)光二極管，4a.白色發(fā)光二極管，4b.穩(wěn)壓管，5.印刷線路板。
具體實施方式
本實用新型設(shè)計的亮度穩(wěn)定不變的礦燈結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步說明如下本實用新型的組成及電路工作原理如圖2、3所示，本礦燈由鋰離子電池1、開關(guān)2、開關(guān)電源電路3和白色發(fā)光二極管4組成；開關(guān)電源電路3和白色發(fā)光二極管4安裝在礦燈燈頭內(nèi)的印刷線路板5上。開關(guān)電源電路由集成電路3a、電感3b、整流二極管3c、電容3d、電流檢測電阻器3e組成；集成電路3a型號為TPS61042，集成了脈沖寬度調(diào)制3a1、邏輯控制電路3a2、開關(guān)變換場效應(yīng)管3a3、反饋電壓比較電路3a4和過壓保護(hù)電路3a5等。各元件的連接關(guān)系為電池1的正極連接開關(guān)2的一端，開關(guān)2的另一端連接有電感3b的一端和集成電路3a的第3、5管腳，電感3b的另一端連接有整流二極管3c的正極和集成電路3a的第8管腳，整流二極管3c的負(fù)極與濾波電容3d的一端、集成電路3a的第7管腳、光源4的正極相連，光源4的負(fù)極與集成電路3d的第1管腳相連，電流檢測電阻器3e的一端與集成電路3a的第2、4管腳相連，電流檢測電阻器3e的另一端與集成電路3a的第7管腳、濾波電容3d的另一端、電池1的負(fù)極相連；光源4由14個白色發(fā)光二極管4a分成兩路各7個分別串聯(lián)后再并聯(lián)組成，每一個白色發(fā)光二極管4a并聯(lián)一個穩(wěn)壓管4b。
電源脈沖寬度調(diào)制電路和邏輯控制電路有很多集成電路可供選擇。因礦燈功率比較小，還可以選用集成度比較高的集成電路，比如選用集成有脈沖寬度調(diào)制電路3a1、邏輯控制電路3a2、開關(guān)變換場效應(yīng)管3a3、整流二極管3c、反饋電壓比較電路3a4和過壓保護(hù)電路3a5中的一種或多種的部分或全部的集成電路；采用白色發(fā)光二極管作為光源時，還可以選用專門為白色發(fā)光二極管開發(fā)的開關(guān)電源集成電路。
本實用新型的電路原理是在電池1之后的開關(guān)2與燈泡或白色發(fā)光二極管4之間增加一個開關(guān)電源電路3，將電池1輸出的電流經(jīng)過由脈沖寬度調(diào)制電路3a1、邏輯控制電路3a2、開關(guān)變換場效應(yīng)管3a3、升壓電感3b、整流二極管3c、濾波電容3d、檢測取樣電阻3e、反饋電壓比較電路3a4和過壓保護(hù)電路3a5組成的開關(guān)電源電路，輸出燈泡或白色發(fā)光二極管4所需要的穩(wěn)定的電壓和電流，實現(xiàn)礦燈亮度輸出穩(wěn)定不變。由于開關(guān)電源電路3能夠設(shè)計在低于放電結(jié)束電壓下工作，而且升壓能力強(qiáng)，所以該電路3能夠工作到電池放電結(jié)束或放電保護(hù)電路工作為止，充分利用電池1的容量。通過調(diào)整電流檢測取樣電阻器3e的反饋電壓，而不用調(diào)整開關(guān)電源電路3的輸出電壓，將電池1輸出的電流經(jīng)過本電路3變換后變?yōu)楹懔髟础０讯鄠€白色發(fā)光二極管4a串聯(lián)連接后接入恒流源，就可以在每個白色發(fā)光二極管4a中實現(xiàn)恒定電流，不需要每個白色發(fā)光二極管4a串聯(lián)限流電阻，減小功耗，提高效率。根據(jù)對亮度的不同要求選擇使用一個或多個白色發(fā)光二極管4a，如果白色發(fā)光二極管4a量太多，多個白色發(fā)光二極管(4a串聯(lián)后導(dǎo)通電壓過高或超過過壓保護(hù)電壓時，應(yīng)將多個白色發(fā)光二極管4a分成數(shù)量相等的兩路或多路分別串聯(lián)后再并聯(lián)接入恒流源。每一個白色發(fā)光二極管4a并聯(lián)一個穩(wěn)壓管4b，穩(wěn)壓值略高于白色發(fā)光二極管4a的正向?qū)妷海梢员苊庖蚰硞€白色發(fā)光二極管4a開路故障引起其它白色發(fā)光二極管4a不亮的發(fā)生，提高本電路3的可靠性。負(fù)載開路和過壓保護(hù)電路3a5是通過在本電路3的整流二極管3c輸出端拾取的反饋電壓與預(yù)先設(shè)定的過壓值進(jìn)行比較，如果超過則反饋給邏輯控制電路3a2關(guān)閉輸出，起到保護(hù)作用；白色發(fā)光二極管4a并聯(lián)的穩(wěn)壓管4b也可以起到開路和過壓保護(hù)作用。在電流檢測電阻器3e上拾取的電壓通過反饋電壓比較電路3a4反饋給脈沖寬度調(diào)制電路3a1，用于穩(wěn)定本電路3輸出的電壓和電流，如果負(fù)載短路、過流，電流檢測電阻器3e上拾取到的反饋電壓將遠(yuǎn)大于所需的電壓，脈沖寬度調(diào)制電路3a1將減少脈寬輸出直至關(guān)閉輸出，起到負(fù)載短路和過流的保護(hù)作用。
本實用新型印刷線路板在礦燈燈頭內(nèi)的安裝具體實施例如圖3、4所示，圖中，在燈殼內(nèi)安裝一開關(guān)電源電路3的印刷線路板，14個白色發(fā)光二極管4安裝在印刷線路板3上。白色發(fā)光二極管4周圍安裝有曲面反射板，其前方安裝有保護(hù)透鏡。
權(quán)利要求1.一種亮度穩(wěn)定不變的礦燈，由電池，及與該電池連接成回路的開關(guān)和光源組成，其特征在于，在所述回路的開關(guān)和光源組之間還連接有開關(guān)電源電路，所述開關(guān)電源電路由脈沖寬度調(diào)制電路、邏輯控制電路、開關(guān)變換場效應(yīng)管、升壓電感、整流二極管、濾波電容、檢測取樣電阻、反饋電壓比較電路和過壓保護(hù)電路組成，其連接關(guān)系為邏輯控制電路分別與脈沖寬度調(diào)制電路、開關(guān)變換場效應(yīng)管和過壓保護(hù)電路相連，反饋電壓比較電路通過檢測取樣電阻與濾波電容相連，升壓電感與開關(guān)變換場效應(yīng)管相連，整流二極管一端同時與升壓電感和開關(guān)變換場效應(yīng)管相連，另一端同時與濾波電容和過壓保護(hù)電路相連。
2.如權(quán)利要求1中所述亮度穩(wěn)定不變的礦燈，其特征在于，所述脈沖寬度調(diào)制電路、邏輯控制電路、開關(guān)變換場效應(yīng)管、整流二極管、反饋電壓比較電路和過壓保護(hù)電路部分組合或全部集成的集成電路。
3.如權(quán)利要求1中所述亮度穩(wěn)定不變的礦燈，其特征在于，所述的光源為燈泡或白色發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求1中所述亮度穩(wěn)定不變的礦燈，其特征在于，所述的電池為鎳氫、鋰離子、鋰聚合物充電電池或酸或堿電解液蓄電池。
5.如權(quán)利要求3中所述亮度穩(wěn)定不變的礦燈，其特征在于，所述的白色發(fā)光二極管采用多個白色發(fā)光二極管串聯(lián)連接后接入所述的開關(guān)電源電路。
7.如權(quán)利要求3中所述亮度穩(wěn)定不變的礦燈，其特征在于，所述的白色發(fā)光二極管采用多個白色發(fā)光二極管分成數(shù)量相等的兩路或多路分別串聯(lián)后再并聯(lián)接入所述的開關(guān)電源電路。
8.如權(quán)利要求5或7中所述亮度穩(wěn)定不變的礦燈，其特征在于，所述的每一個白色發(fā)光二極管并聯(lián)一個穩(wěn)壓管。
專利摘要本實用新型涉及亮度穩(wěn)定不變的礦燈，屬于照明設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本礦燈由電池，及與該電池連接成回路的開關(guān)、和光源組成，在回路的開關(guān)、和光源組之間還連接有開關(guān)電源電路，開關(guān)電源電路由脈沖寬度調(diào)制電路、邏輯控制電路、開關(guān)變換場效應(yīng)管、升壓電感、整流二極管、濾波電容、檢測取樣電阻、反饋電壓比較電路和過壓保護(hù)電路組成。本實用新型的礦燈能夠在使用過程中始終保持高亮度穩(wěn)定不變，保護(hù)眼睛，提高視覺效果，避免發(fā)生因亮度原因造成的事故；在負(fù)載開路、過壓、短路、過流時，能夠關(guān)閉輸出，提供保護(hù)，防止發(fā)生事故；采用白色發(fā)光二極管作為光源時，明顯降低功耗，提高電源效率和電池利用率，減小電池容量，節(jié)約成本，而且增加可靠性。
文檔編號H05B37/00GK2741314SQ20042000113
公開日2005年11月16日 申請日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者陳宜海 申請人:陳宜海