专利名称：矿用隔爆节能灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿用隔爆节能灯，使用在煤矿井下具有爆炸性气体环境中做为照明灯具，也可以使用在固定设备硐室及运输大巷等场所。
背景技术：
目前煤矿使用的隔爆照明灯具有以下缺点(1)灯管插座均安装固定在中腔体上，通过电线与电子镇流器连接，更换灯管时需要接线腔体转动开再把灯管插座从中腔体上拆卸下来，然后才能取下灯管进行更换，这样日常维修时很不方便；(2)目前各厂家生产的防爆照明灯，有的灯体上没有设计停电开关，这样维修照明灯或更换灯管时，需要到配电点停总电源才能工作，造成整个巷道停电，还有的照明灯虽然装置有停电开关，但为闭锁螺母结构，停送电时需用螺丝刀拧动闭锁镙丝，速度慢，不方便，同时易产生火花，不利于生产安全；(3)一般防爆灯工作电压在90V-150V之间，由于工作电压范围小，井下电压波动范围比较大，这样灯管工作时由于电压不稳定而闪烁或启动不了，影响照明，主要因为电路设计有缺陷、不够合理。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种矿用隔爆节能灯，更换灯管方便，在灯体上装有安全停电开关，在灯具维修时停电方便安全，电子镇流器可靠性强，适应电压范围广，灯管使用寿命长。
本实用新型的目的是以如下方式实现的该灯涉及前端盖、接线座、中座体、镇流器、灯管座、灯管、灯管尾座、后端盖、防爆玻璃罩、防护网和防水盖，镇流器和灯管座处于中座体内，前端盖固定在接线座后端起密封作用，接线座与中座体扣结在一起，中座体与后端盖之间通过支杆连接在一起，防爆玻璃罩通过密封圈支撑在中座体与后端盖之间，在防爆玻璃罩外周罩有防护网，防水盖处于防护网上部连接在中座体和后端盖上，处于中座体内的灯管座与尾端的灯管尾座之间支撑灯管，镇流器底板通过螺柱固定在接线座内腔凸台上，灯管座通过螺柱固定在镇流器底板上，这样灯管座便连接在接线座上，需要更换灯管时，卸掉接线座即可将电子镇流器、灯管一起抽出，拔掉灯管即可，不需要拆卸灯管座，方便快捷。
在该灯上装有停电开关，它涉及开关座、滑板、拉杆、闭锁环、定接线柱、活动触点和动接线柱，开关座固定在接线座内腔的凸台上，在开关座上设有两个接电源线的定接线柱，定接线柱前端有活动触点，开关座上面有导向槽，滑板插入在开关座的导向槽内并且一个面贴紧在开关座上面上，在滑板上固定两个在某一位置可以分别与定接线柱的活动触点接触的动接线柱，动接线柱的引出电源线接镇流器，在滑板一端固定可相对转动的拉杆，拉杆伸出接线座腔体外，在拉杆的端部固定闭锁环，闭锁环的作用是它与装置在灯体上的位置标志部件相配合，指示开关处于停电或送电的状态。正常使用状态下，滑板上的两动接线柱与定接线柱上的活动触点对应接触，实现电连接；需要停电时，通过操纵闭锁环带动拉杆移动位置，进而移动滑板位置，使动接线柱与活动触点脱离，实现断电的目的。由于开关接点处于接线座内，不会造成安全隐患。
电路部分由整流滤波电路、谐波抑制电路、触发启动电路、逆变振荡电路、串联谐振电路和负载灯管组成。由四个整流二极管和一个滤波电容构成整流滤波电路；由串接在整流滤波电路两端的两个开关管和开关变压器及外围阻容元件、反向保护二极管组成逆变振荡电路；由串接在整流滤波电路两端的电阻和电容以及接在二者之间的接点上与逆变振荡电路的下开关管基极之间的触发二极管构成触发启动电路；串接在灯丝上的电容与串接在灯管供电电路上的电感构成串联谐振电路，再增加抗干扰稳定电容，提高功率因数；在整流滤波电路两端之间串接两电容，两电容的中点作为灯管的一个供点端，使振荡电路成为电容器分压半桥式串联推挽振荡电路，使每只电容承受的峰值电压降低一半，会更安全可靠，同样使两只开关三极管承受的峰值电压降低一半，这样两只大功率三极管的功率消耗就小了很多，温升降低。
在接入整流滤波电路的电源输入端接由电感构成的谐波抑制电路，起一个低通滤波器的作用，抑制振荡器产生的高次谐波。
在灯管两端的灯丝上并接二极管，它们起到峰值阻尼、稳压作用，对荧光灯管启辉瞬间的脉冲浪涌电流起到了阻尼和钳位的作用，避免了灯管灯丝发射物的大量溅射，使灯管两端不致过早地发黑，延长了荧光灯管的使用寿命。
该矿用隔爆节能灯，更换灯管方便，装有安全停电开关，停电方便安全，电子镇流器可靠性强，适应电压范围广，灯管使用寿命长。
图1是本实用新型矿用隔爆节能灯的结构示意图。
图2是停电开关的主视图。
图3是停电开关的左视剖面图。
图4是该灯电子镇流器的电原理图。
具体实施方式
参照图1，它涉及前端盖1、接线座2、中座体4、镇流器14、灯管座12、灯管8、灯管尾座9、后端盖11、防爆玻璃罩7、防护网6和防水盖5，镇流器14和灯管座12处于中座体4内，前端盖1固定在接线座2后端对其密封，接线座2与中座体4通过四对卡爪扣结在一起，并用闭锁螺钉3固定锁紧，中座体4与后端盖11之间通过支杆连接在一起，防爆玻璃罩7通过密封圈13、10支撑在中座体4与后端盖11之间，在防爆玻璃罩7外周罩有防护网6，防水盖5连接在中座体4和后端盖11上并处于防护网6上部，处于中座体4内的灯管座12与尾端的灯管尾座9之间支撑灯管8，镇流器14底板通过螺柱24固定在接线座2内腔凸台上，灯管座12通过螺柱固定在镇流器14底板上。在接线座2内腔中装有停电开关，停电开关的拉杆18伸出接线座2外，拉杆18端部固定闭锁环17，在中座体2上固定停送电标志牌16，当闭锁环17与停送电标志牌16闭锁时为照明灯送电状态；当闭锁环17与停送电标志牌16脱离，拉杆18推入为断电状态。
参照图2、图3，停电开关涉及开关座20、滑板19、拉杆18、闭锁环17、定接线柱21、活动触点22和动接线柱15，开关座20固定在接线座2内腔的凸台上，在开关座20上设有两个可以接入电源的定接线柱21，外电源电缆经照明灯进线嘴引入定接线柱21连接，定接线柱21前端有活动触点23，活动触点23是放置在定接线柱21前内孔的圆铜柱，并在圆铜柱底部与定接线柱21前内孔底部之间支撑有压缩弹簧22，开关座20上面有导向槽，滑板19插入在开关座20的导向槽内并且一个面贴紧在开关座20上面上，在滑板19上固定两个在某一位置可以分别与定接线柱21的活动触点23接触的动接线柱15，在滑板19一端固定可相对转动的拉杆18，是在拉杆18的后端连接一螺母25，该螺母25放置在滑板19一端的沟槽内，拉杆18伸出接线座2腔体外，在拉杆18的端部固定闭锁环17。需要更换灯管8时只要把灯具停电开关搬到停电位置，拧松接线腔卡爪定位螺钉3，转动中腔体4使接线座2和中腔体4分离。
参照图4，电路部分由整流滤波电路、谐波抑制电路、触发启动电路、逆变振荡电路、串联谐振电路和负载灯管组成，由四个整流二极管D1～D4和一个滤波电容C1构成整流滤波电路，在电源输入端接由电感L1构成的谐波抑制电路，由串接在整流滤波电路两端的两个开关管VT1、VT2和开关变压器T及外围阻容元件R5、R4、C5、C6、R6、C7、反向保护二极管D5、D6、D8、D9组成逆变振荡电路，由串接在整流滤波电路两端的电阻R3和电容C4以及接在二者之间的接点上与逆变振荡电路的下开关管VT2基极之间的触发二极管DB3构成触发启动电路，串接在灯丝上的电容C8与串接在灯管供电电路上的电感L2构成串联谐振电路，在整流滤波电路两端之间串接两电容C2、C3，两电容C2、C3上并接放电电阻R1、R2，两电容C2、C3的中点作为灯管8的一个供点端，使振荡电路成为电容器分压半桥式串联推挽振荡电路，在每个灯丝上并接二极管D10、D11。127V的交流电经二极管D1～D4桥式整流，电容C1滤波得到空载时约180V左右的直流电压。电容C2、C3构成了半桥的桥臂，每个电容上都得到了90V的直流电压。电阻R3、电容C4及触发二极管DB3配合又构成了锯齿波发生电路。180V的直流电路经R3降压后，给电容C4充电，C4上的电压充到DB3的阀值电压16V～32V时，双向触发二极管DB3雪崩导通，它输出一个较窄的脉冲触发电压，加于功率开关管VT2的基极，VT2被触发导通。当VT2导通时，电容C3上储存的90V直流电压经荧光灯两端的灯丝、镇流线圈L2，开关变压器T振荡线圈的n1绕组、VT2对串联电容C8充电，当振荡线圈的n1绕组有电流通过时，n1绕组上的电压也同时感应到n2、n3绕组。n1与n2相位相同，与n3相位相反。当VT2导通时，n1绕组左端为“-”，右端为“+”，它通过n2绕组感应到VT1的基极，使VT1更彻底截止。C8充足电后，充电回路电流趋向于“0”，此时n1绕组的电位变为左“+”右“-”。由于n1与n2绕组同相位，它感应到VT1的基极，由“-”电位变为“+”电位，VT1变正向偏置而导通。而n1与n3绕组反相位，它感应到VT2的基极，由“+”电位变为“-”电位，促使VT2由于反偏而截止，VT2截止，VT1导通时，它给C8提供一个放电回路，使C8上储存的电荷通过VT1迅速放电，一个振荡周期完成，当C8放电完毕，振荡回路的电流又趋向为“0”，振荡线圈n1的自感电势再次翻转，下一个振荡周期开始。这样周而复始，VT1与VT2交替导通与截止，电路形成了自激振荡。电路振荡时，其输出连接的L2与C8串联谐振电路发生谐振。C8两端瞬时产生近千伏的谐振电压，促使荧光灯管经予热后启辉点燃。在灯管点燃之前，电路振荡频率取决于L2与C8的串联的谐振频率，其振荡频率为50kHz左右，当荧光灯管点燃后，其内阻急剧降低，相当于将C8短路，此时的振荡频率取决于电感L2的谐振频率。其频率为20～30kHz左右。在灯管点燃后，L2同时又起到镇流的作用。
该电子镇流器具有的特点①同采用半桥电路，一个桥臂上的2只电容C2、C3串联，每只电容承受90V峰值电压，对10uf/400v的电解电容来说，会更安全可靠，同样另一个VT1、VT2也是承受90V峰值电压，这样两只大功率三极管，功率消耗就小了很多，对36W而言如不采用半桥，温升是60℃以上，而采用半桥，温升在40℃左右。②由于采用串联谐振，加了C10抗干扰稳定电容，使整个功率因数达0.95以上。③本电路加了电磁干扰电路，由于整流与滤波电路的充放电作用，以及高频大功率振荡电路的应用，振荡电路的波形，不再是纯净的正弦波，而是含有高次谐波的矩形波，并且它的谐波幅值较高，对供电电网及其它线路通讯而造成干扰，为降低或抑制这种电磁干扰，电路中使用了L1构成的射频干扰电路，L1的电感量较小只有10mH左右，它对50Hz的交流电阻抗较低，使电源电流在无衰减的情况下，正常进入电子镇流器，而振荡器本身产生的频率有相当高的高次谐波，作用于L1时对高频电流的阻抗很高，故高次谐波被阻挡在振荡回路里，高频扼流线圈L1，在这里就起到了一个低通滤波器的作用。④电路的另一个改进措施是在灯管、灯丝两端并接两个二极管D10、D11，它们在这里起到峰值阻尼、稳压作用。当荧光灯管启辉的瞬间，作为灯管阴极的两端灯丝将承受1千多伏的脉冲浪涌电流的冲击，加入了D10、D11两只二极管后，起到了阻尼和钳位的作用，避免了灯管灯丝发射物的溅射，使灯管两端不致过早地发黑，延长了荧光灯管的使用寿命。
电子元件选择D1～D41N4007；D5～D6FR157；D71N4007；D8～D93.6V 1/2W；D10～D11FR157；C122μ/400V；C2～C310μ/400V；C4104/630V；C5、C6103；C72n2/1.6Kv；C8220μ/1.6Kv；C9、C10100μ/630V；R1、R2510K 1/2W；R3330K 1/2W；R4、R510Ω 1/2W；R6750K 1/2W；VT1、VT213005。
权利要求1.一种矿用隔爆节能灯，涉及前端盖、接线座、中座体、镇流器、灯管座、灯管、灯管尾座、后端盖、防爆玻璃罩、防护网和防水盖，镇流器与灯管座处于中座体内，前端盖固定在接线座后端，接线座与中座体扣结在一起，中座体与后端盖之间通过支杆连接在一起，防爆玻璃罩通过密封圈支撑在中座体与后端盖之间，在防爆玻璃罩外周罩有防护网，防水盖处于防护网上部连接在中座体和后端盖上，处于中座体内的灯管座与尾端的灯管尾座之间支撑灯管，其特征在于镇流器(14)底板通过螺柱(24)固定在接线座(2)内腔凸台上，灯管座(12)通过螺柱固定在镇流器(14)底板上。
2.根据权利要求1所述的矿用隔爆节能灯，其特征在于停电开关涉及开关座(20)、滑板(19)、拉杆(18)、闭锁环(17)、定接线柱(21)、活动触点(23)和动接线柱(15)，开关座(20)固定在接线座(2)内腔的凸台上，在开关座(20)上设有两个接电源线的定接线柱(21)，定接线柱(21)前端有活动触点(23)，开关座(20)上面有导向槽，滑板(19)插入在开关座(20)的导向槽内并且一个面贴紧在开关座(20)上面上，在滑板(19)上固定两个在某一位置可以分别与定接线柱(21)的活动触点(23)接触的动接线柱(15)，在滑板(19)一端固定可相对转动的拉杆(18)，拉杆(18)伸出接线座(2)腔体外，在拉杆(18)的端部固定闭锁环(17)。
3.根据权利要求1或2所述的矿用隔爆节能灯，其特征在于电路部分由整流滤波电路、触发启动电路、逆变振荡电路、串联谐振电路和负载灯管组成，由四个整流二极管(D1～D4)和一个滤波电容(C1)构成整流滤波电路，由串接在整流滤波电路两端的两个开关管(VT1、VT2)和开关变压器(T)及外围阻容元件(R5、R4、C5、C6、R6、C7)、反向保护二极管(D5、D6、D8、D9)组成逆变振荡电路，由串接在整流滤波电路两端的电阻(R3)和电容(C4)以及接在二者之间的接点上与逆变振荡电路的下开关管(VT2)基极之间的触发二极管(DB3)构成触发启动电路，串接在灯丝上的电容(C8)与串接在灯管供电电路上的电感(L2)构成串联谐振电路，在整流滤波电路两端之间串接两电容(C2、C3)，两电容(C2、C3)的中点作为灯管(8)的一个供点端，使振荡电路成为电容器分压半桥式串联推挽振荡电路。
4.根据权利要求3所述的矿用隔爆节能灯，其特征在于在接入整流滤波电路的电源输入端接由电感(L1)构成的谐波抑制电路。
5.根据权利要求3所述的矿用隔爆节能灯，其特征在于在灯管(8)两端灯丝上并接二极管(D10、D11)。
专利摘要一种矿用隔爆节能灯，镇流器底板通过螺柱固定在接线座内腔凸台上，灯管座通过螺柱固定在镇流器底板上，更换灯管时卸掉接线座即可将电子镇流器、灯管一起抽出，不需要拆卸灯管座，方便快捷。装有安全停电开关，停电方便安全。电子镇流器有串联谐振电路，并增加抗干扰稳定电容，提高功率因数；振荡电路为电容器分压半桥式串联推挽振荡电路，降低电容和开关三极管承受的峰值电压，使电容安全，三极管功耗和温升降低；电源输入端接有谐波抑制电路，抑制高次谐波；灯管灯丝上并接二极管，阻尼和钳位启辉脉冲浪涌电流，延长荧光灯管的使用寿命。该灯使用在煤矿井下具有爆炸性气体环境中做为照明灯具，也可以使用在固定设备硐室及运输大巷等场所。
文档编号F21V31/00GK2802265SQ200520083309
公开日2006年8月2日 申请日期2005年5月18日 优先权日2005年5月18日
发明者刘统英 申请人:邹城市东风电器厂