专利名称：具备辅光源的微型矿灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种照明装置，具体是一种用于井下照明的具备辅光源的微型矿 灯。
背景技术：
为了减少矿用帽灯的体积、重量，提高安全性和节约能源，减轻井下矿工的负 担，使用发光二极管作为光源，锂离子电池为发光二极管供电，如中国专利申请(申请号 200710017811.2)公开了一种在灯体内装配电池组，头灯光源和电池组集成为一体的一体 式LED矿灯。这种矿灯虽然减小了体积和重量，但是，由于没有对电源及充电部分进行有效 管理，实际上微型化的电池并不能为光源提供足够时间的照明，当经过几小时的照明后，电 池的电压和电流迅速下降，发光二极管光源的照度明显下降，并迅速熄灭，不能为矿工提供 足够时间的照明，并且当矿工在井下遇到危险时，也不能提供求救信号，提醒救助人员。
发明内容本实用新型针对现有技术使用发光二极管作为光源的井下照明装置不能长时间 保持光源，在照明时间长后，发光二极管的光照度下降，并快速熄灭，当矿工在井下遇到危 险时，不能提供求救信号提醒求助人员的缺陷，设计一种对充电和电源进行智能控制和管 理的微型发光二极管LED矿灯，能够保证LED光源提供足够时间的照明以及足够的照度，并 可发出求助信号的井下照明装置。本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，设计一种微型LED矿灯，该LED矿灯 的光源采用双光源，以LED高亮度发光二极管作为主光源，低功耗发光片作为辅光源，单片 微处理器为智能控制处理器。按键开关、电池保护部分连接在智能控制处理器输入端，智能 控制处理器输入/输出端连接电源管理部分，电源管理部分通过电池保护电路对电池过充 电、过放电实施保护，智能控制处理器输出端分别通过主光源驱动部分、辅光源驱动部分驱 动主光源或辅光源发光，智能控制处理器根据按键开光状态及开关闭合时长控制主光源发 光还是辅光源发光。当点触按键开关，智能控制处理器检测到按键开关闭合后立即打开，控 制主光源驱动电路驱动主光源发光，当长按下按键开关后在松开，智能控制处理器检测到 按键开关闭合时间超过预定时长，断开主光源驱动部分，控制辅光源驱动部分驱动辅光源 发光，矿灯进入节能省电模式；在此状态下再点触按键开关，智能控制处理器检测到在节能 省电模式下按键开关闭合后立即打开，切断辅光源驱动，控制主光源驱动部分产生脉冲信 号触发主光源间隙闪烁，发出求救信号。电源管理部分监测到电池输出电压低于2. 8伏，智 能控制处理器发送主、辅光源切换命令，驱动辅光源发光，在低电压模式下辅光源将维持照 明约2小时。当电池电压下降到2. 4V，电源管理部分触发电池保护电路切换电源，实现对电 池的过放电保护。在对电池进行充电的过程中，电源管理部分监测电池电压，当电池电压超 过3. 6V时，电池保护部分切断充电回路，防止电池的过充电。智能控制处理器控制充电管理部分，通过电池保护部分对电池实施保护，智能控制处理器的输出端口控制主光源驱动部分和辅光源驱动部分，通过主光源驱动部分、辅光 源驱动部分分别对主光源和辅光源进行驱动控制，智能控制处理器的输入端连接点触按键 开关，点触按键开关触发智能控制处理器相应输出端口输出光源控制信号，光源控制信号 输出到相应的驱动电路，由驱动电路分别控制打开、关闭主、辅光源，实现对主辅光源的开 关控制，控制主光源照明、辅光源照明、以及告警信号的输出。电源采用磷酸铁锂电池，为智 能控制处理器、主光源、辅光源驱动电路提供电源。智能控制处理器通过充电管理电路对电 池的充、放电实施管理，当智能控制器检测到电池电压下降到额定值时，电池保护电路提供 过放电保护，并保持低电压供电，在低电压供电状态，LED光源在低电压状态下将保持照明 一定时间后灯光才熄灭。在对电池进行充电时，当充电电池达到额定电压时，充电管理电路 切断充电回路，停止对电池充电。本实用新型采用单片微处理器作为智能控制处理器，对LED微型矿灯进行光源驱 动，充、放电的智能管理，以及双光源控制，具有照度强、寿命长、体积小重量轻等特点，设有 短路、过充电、过放电保护，当发生短路时瞬间切断电源，避免因短路引发瓦斯爆炸的事故 发生，遇险时能够发出求救信号，便于事故搜救。
图ILED微型矿灯电原理框图具体实施方式
以下针对附图和具体实例对本实用新型的实施作具体说明。本LED矿灯采用双光源设计，包括主光源和辅光源，具备辅光源的LED微型矿灯的 锂离子蓄电池与光源灯头一体化结构，在外壳的下方设置电池盒。电池盒内装有蓄电池、电 池保护电路、电源管理电路、智能控制处理器、主、辅光源驱动电路，矿灯外壳装有按键开关 和用于固定矿用安全帽的固定卡，灯头壳体内装有主光源、辅光源及防爆透镜等部件。可选 择一个高亮度发光二极管作为主光源，低功耗发光片作为辅光源，为了照度均衡，可将4个 低功耗发光片通过基座均勻安装在高亮度发光二极管周围，该主光源和辅光源密封在由防 爆透光镜和外壳构成的密封空间内。如图1所示为本实用新型电原理示意图，一种微型LED矿灯，包括，智能控制处理 器、电源管理电路、电池保护电路、按键开关、主光源驱动电路、辅光源驱动电路、主光源、辅 光源。LED高亮度发光二极管作为主光源，低功耗发光片作为辅助光源，可采用体积小容量 大的磷酸铁锂电池为电源，智能控制处理器采用单片微处理器。按键开关、电池保护部分连 接在智能控制处理器输入端，智能控制处理器输入/输出端连接电源管理部分，电源管理 部分通过电池保护电路对电池过充电、过放电实施保护，智能控制处理器输出端分别通过 主光源驱动部分、辅光源驱动部分驱动主光源或辅光源发光，智能控制处理器根据按键开 光状态及开关闭合时长控制主光源发光还是辅光源发光。在主、辅光源驱动部分还包括脉 冲电路，触发主光源或辅光源发出闪烁光，电池为智能控制处理器、充电管理电路、电池保 护电路提供电源，电池保护电路连接在电源端，其中过流、过压保护回路，对电路中的短路、 电池的过充电以及过放电提供保护。电池通过电池保护电路连接智能控制处理器，为智能 控制处理器提供电源。电源管理部分控制电池保护电路，在充电进行过程中，电源管理部分监测电池额定电压和电池容量，当电池达到额定电压或容量后，电池保护部分向智能控制 处理器发送中断信号，智能控制处理器向充电管理部分发送控制命令，充电管理部分切断 对电池的充电。智能控制器通过电源管理电路对充、放电实施管理，电源管理电路实时检测电池 输出电压，当检测到电池电压下降到第一额定值(如2.8V)时，智能控制处理器发出主、辅 光源切换命令，控制主光源驱动电路断开，辅光源驱动电路驱动辅光源发光，辅光源将在低 电压状态下发出普通照明光，维持时间约2小时，电池保护电路中还设置有过放电保护电 路，当电池输出电压下降到第二额定值(如2.4V)时，智能控制处理器发送控制命令，过放 电保护电路切断电源，灯光熄灭。电池保护电路中还设置有过充电保护电路，在对电池进行 充电时，电源管理部分对电池提供恒流充电电流，并实时检测电池充电情况，当电池输出电 压达到正常值(如3. 6V)时，电池保护电路切断充电回路，并将充电结束命令发送到智能控 制处理器，智能控制处理器发出停止充电命令，当充电结束后，智能控制处理器发出控制命 令，触发辅光源驱动部分中的脉冲触发器，驱动辅光源间隙发光，提醒充电完成。按键开关连接在智能控制处理器输入端口，按键开关连接在智能控制处理器输入 端，并通过上拉电阻串接在电源端，智能控制处理器检测按键开关状态及开关按下接通电 源的时间，智能控制处理器根据按键开关状态或闭合时长控制输出主光源驱动信号、辅光 源驱动信号还是紧急求助信号，实现对主、辅光源及求助光的开关控制，提供主光源照明、 辅光源照明、以及告警信号。点触按键开关，智能控制处理器控制检测到开关闭合后立即断 开，智能控制处理器控制主光源驱动部分驱动主光源发光；矿灯主光源打开进入正常作业， 智能控制处理器检测到按下按键开关的时间超过预定时间阈值(如2秒)，发出控制命令， 控制断开主光源驱动部分，切换到辅光源驱动部分工作，控制辅光源驱动部分驱动辅光源 发光，在此状态下，当再点触按键开关，智能控制处理器监测到按键开关闭合后随即打开， 主光源驱动部分触发脉冲电路，脉冲电路输出脉冲信号触发主光源间隙发光，发出求救信 号。在求救状态下再次点触按键开关，关闭电源，智能控制处理器检测到按键开关被再次按 下的时间超过预定阈值，则关闭主光源发出的求助信号。
权利要求一种具备辅光源的微型发光二极管矿灯，包括，智能控制处理器、电源管理电路、电池保护电路、按键开关、主光源驱动电路、辅光源驱动电路、主光源、辅光源，其特征在于，按键开关、电池保护部分连接在智能控制处理器输入端，智能控制处理器输入/输出端连接电源管理部分，电源管理部分通过电池保护电路连接电池，对电池过充电、过放电实施保护，智能控制处理器输出端分别通过主光源驱动部分、辅光源驱动部分驱动主光源、辅光源发光。
2.根据权利要求1所述的微型发光二极管矿灯，其特征在于，主光源为高亮度发光二 极管，辅光源为低功耗发光片。
3.根据权利要求1所述的微型发光二极管矿灯，其特征在于，在主、辅光源驱动部分还 包括脉冲电路，分别触发主光源或辅光源发出闪烁光。
4.根据权利要求1所述的微型发光二极管矿灯，其特征在于，辅光源的4个低功耗发光 片通过基座均勻安装在主光源周围。
专利摘要本实用新型请求保护一种具备辅光源的微型发光二极管矿灯，涉及井下照明装置。针对现有技术使用发光二极管作为光源的井下照明装置，在照明时间长后，发光二极管的光照度下降，并快速熄灭，当矿工在井下遇到危险时，不能提供求救信号提醒求助人员的缺陷，设计一种对充电和电源进行智能控制和管理的微型发光二极管LED矿灯，具备主、辅光源，能够保证LED光源提供足够时间的照明以及足够的照度，并可发出求助信号。可广泛用于井下作用使用。
文档编号F21V19/00GK201636555SQ20102013787
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者杜建国, 江圣航 申请人:江圣航;重庆科安电子有限公司