专利名称：Led锂电矿灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿山井工作业用矿灯，特别是一种用高亮度白光LED作发光照明器件、用锂电池供电、装在灯头外壳内的、一体化LED锂电矿灯。
背景技术：
目前，高亮度LED矿灯在矿山的应用越来越广，大有发展前途。利用高亮度白光LED作矿灯的照明光源，发光效率高、耗电省、不需要更换灯泡。以锂蓄电池作矿灯的电源，体积小、重量轻、无充电记忆效应，不需要补充电解液，是完全免维护型产品；可以与高亮度LED装在同一矿灯灯头外壳内，构成一体化矿灯，不再需要用蓄电池盒及其与灯头间的电缆。便于携带，使用方便。但是，目前的高亮度LED矿灯内没有蓄电池充电指示电路，不便于监视矿灯内锂蓄电池的充电情况。此外也存在易失手坠落的问题。
发明内容
为了克服现有LED锂电矿灯内锂蓄电池充电无指示的不足，本实用新型提供一种新的LED锂电矿灯，其锂蓄电池在进行充电时矿灯能作出显示，便于监视矿灯内锂蓄电池的充电情况。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是LED锂电矿灯由矿灯外壳、高亮度白光LED、锂离子蓄电池、电路部分及其线路板、充电插座、电源开关、用于插在矿帽插座上的卡板等组成。高亮度白光LED和锂离子蓄电池装在同一个灯头外壳内，构成一体化的LED矿灯。矿灯的电路部分设有充电指示电路及其LED充电指示灯。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案还可以是LED锂电矿灯的矿灯外壳壳体材料采用防弹玻璃。外壳设计为前小后大的八棱体形。矿灯外壳上设供穿绳用的穿绳挂鼻。电源开关采用两只自锁开关，使矿灯有三种工作模式。充电指示电路采用双集成运放作电压比较器来组成。
本实用新型的有益效果是①在保留高亮度白光LED发光效率高、耗电省、锂蓄电池体积小重量轻、可构成一体化矿灯等优点的基础上，本矿灯采用了锂蓄电池充电指示电路，便于通过矿灯的LED指示灯直接监视锂蓄电池的充电情况。
②由于本矿灯外壳采用前小后大的八棱体结构，其顶部又有穿绳挂鼻，便于携带，手握牢固，不易坠落。防弹玻璃外壳坚固耐用。
③电源开关用两只自锁开关，使矿灯有三种工作模式可按9、8、1只点亮进行组合，便于控制照度和照明工作时间，使用方便灵活。
图1本实用新型LED锂电矿灯的结构示意图前视图、即图2顺时针旋转90°的右侧视图图2本实用新型LED锂电矿灯的结构示意图主视剖视图图3本实用新型LED锂电矿灯的结构示意图底视图图4本实用新型LED锂电矿灯的结构示意图背视图、即图2顺时针旋转90°的左侧视图图5本实用新型LED锂电矿灯的电路图图中1-外壳前盖、2-开关盖、3-密封圈、4-反光罩、5-线路板、6-电池压条、7-螺钉、8-锂电池、9-充电插座盖、10-后盖、11-弹性片、12-卡板、13-卡板销轴、14-高亮度白光LED、15-LED充电指示灯、16-穿绳挂鼻具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
在图1、2中示出本实用新型LED锂电矿灯的结构。主要由矿灯外壳、高亮度白光发光二极管14、锂离子蓄电池8、线路板5、充电插座、电源开关、卡板12构成。高亮度白光LED和锂蓄电池灯头等装在同一灯头外壳内，构成一体化矿灯，即只有灯头、不用蓄电池盒及其与灯头之间的矿灯电缆。由于不用蓄电池盒，在此，灯头外壳即为矿灯外壳。它可以插接在矿帽上，作为头戴式使用；也可以手握，作为手持式使用。
矿灯外壳由外壳前盖1、后盖10结合成一个整体，呈前面小后面大的八棱体形，便于手握。后盖10与前盖1之间的接合处有嵌槽，嵌槽内嵌装橡胶密封圈3；二者通过螺钉7紧固为一体。外壳由防弹玻璃、即PC材料制成。
外壳前盖1的底侧有弹性的电源开关盖2，与之对应，外壳内有自锁按键式电源开关。
外壳后盖10后侧顶部有穿绳挂鼻16，供穿绳套在手腕或脖子上用，以防止矿灯从手中或安全帽上坠落。后盖10背面有铰接座，铰接座通过卡板销轴13与卡板12的铰接耳相铰接。二者的铰接处安装弹性片11。以便卡板12插入矿帽前端的插座后，夹紧插座。
在矿灯外壳内部，高亮度白光LED管14位于外壳前盖1内前部，由反光罩4作为支架固定，其引脚焊在线路板5上。反光罩4为阶梯形，它的前表面为光反射镜面。阶梯形的反光罩4除了起固定作用、使光线向前照射且偏向下方，其表面还起光反射作用。线路板5后面的空间装有锂电池8，锂电池8由电池压条6固定。线路板5上安装电路部分的元件，其中包括锂电池8充电指示电路的红、绿LED充电指示灯15，二者位于反光罩4的两侧。
在图3中示出本LED锂电矿灯底面的结构。底面上装有电源开关盖2，电源开关盖2上有两组“ON”和“OFF”的字样，表示其内两组自锁按键式电源开关2接通和关断的按压位置。
在图4中示出本LED锂电矿灯后盖10背面的结构。背面四个角有四个安装紧固螺钉7的沉孔，背面中间装有卡板12，背面的下部有标牌，标牌上有煤矿安全标牌志“MA”和防爆电器牌志“Exsl”，即煤矿用矿灯必须具有的标志。背面的一侧有充电插座盖9，打开该盖9，便露出里面的充电插座。
在图5中示出本LED锂电矿灯的电路原理。该矿灯的电路部分主要由锂电池充电保护电路、直流稳压电路、锂电池充电指示电路组成。
锂电池充电电路采用专用的锂电池保护电路板DCBH、即组件U2，型号KD-1型，广州产。锂电池的外接充电电源通过插头与充电插座J插接。接充电电源正极的充电插座J的动接头，经二极管D12接锂离子蓄电池E的正极。锂离子蓄电池E的正极、负极分别与锂电池保护电路组件U2的引脚1、引脚2连接，锂电池保护电路组件U2的引脚3接地。锂离子蓄电池E的正极还接电容器C、集成稳压器U1的输入端引脚5和引脚6。
直流稳压电路由集成稳压器U1组成，采用输出可调式集成稳压器LZ030。集成稳压器U1的输出端引脚7和引脚8分为五路连接一路经相串联的电位器R6、电阻R5、电阻R3接地，其中，电阻R5、电阻R3的连接点接集成稳压器U1的取样端引脚1；输出端的另一路经电阻R4接集成稳压电路U1的引脚2；第三路经开关K1接白色发光二极管D1～D8，至地；第四路经开关K2接白色发光二极管D9、电阻R7的串联回路，至地；第五路经电阻R8接双运放集成电路U3的输入端引脚2和引脚5，把基准电压，即集成稳压器U1的输出电压、白色发光二极管D1～D8工作电压，接至锂电池充电指示电路。
锂电池充电指示电路由双集成运放U3和红、绿LED充电指示灯D10、D11组成。双集成运放U3采用LM358。其一只运放的输出端引脚1接发光显示正在充电的红色LED指示灯D10，负输入端引脚2经电阻R8接基准电压端，正输入端引脚3接由电阻R9、R10构成的分压电路的分压点、即充电电压的取样端。另一只运放的输出端引脚7接发光显示充满电的绿色LED指示灯D11，正输入端引脚5经电阻R8接基准电压，负输入端引脚6接充电电压取样端。亦即，两运放的正、负输入端所接的电压端正好相反。电阻R9、R10构成的分压电路接在充电插座J引入的充电电源正极和接地端。充电电源的正极经电阻R1接运放U3的工作电压正极端引脚8，为运放提供工作电压，运放U3的引脚4为工作电压负极端，接地。红、绿LED充电指示灯D10、D11的负极经限流电阻R2接地。
工作原理1.KD-1型锂电池保护电路板DCBH，是专用的锂电池充放电保护电路组件，对锂离子蓄电池具有充、放电保护和短路保护功能。
2.可调式集成稳压器LZ030，通过电位器R6调节，可以在输入电压5V时，输出稳定电压2～4.9V。使用时根据LED管D1～D9的额定工作电压调节输出。
3.双运放集成电路LM358内的两只运算放大器，不加反馈电阻，作开环放大，便成为两个电压比较器。在此正是利用把它作两个电压比较器来使用。当充电正在进行时，外接充电电压经电阻R9、R10分压取得的取样电压，高于基准电压，第一只运放正输入端的电位高于负输入端的电位，输出端输出高电平，红色LED指示灯D10亮；第二只运放工作状态相反，绿色LED指示灯D11不亮。当充电已满，两只运放的正负输入端的电位正好翻转，故绿色LED指示灯D11亮，红色LED指示灯D10灭。
使用方法1.本LED锂电矿灯有三种工作模式，由自锁按键开关K1、K2控制，开、关状态交替转换，高亮度白光LED管D1～D9，可以按1、8、9只点亮任意组合。9只全亮，可工作12小时；8只点亮，可工作14小时；1只点亮可工作110小时。
2.充电需备有专用充电器。进行充电前，主、副高亮度白光LED管D1～D8、D9必须处于关闭状态。把充电器接通交流电源，将充电器的输出插头插入本矿灯的充电插座J，矿灯内红色LED指示灯D10亮，表明充电正常进行；矿灯内变为绿色LED指示灯D11亮时，表明充电已完成，矿灯处于备用状态。如果充电器长时间不用应断开电源。
该矿灯主要用于矿井采掘、隧道作业，也可用于其它场合随身携带照明，如野外维修作业、考察探险、抢险救灾、狩猎夜钓、士兵装备等。
电子元器件的参考规格型号高亮度白光LED管D1～D9 Φ10mm、工作电压3.0V～3.6V、子弹头型；锂离子蓄电池E额定电压3.7V、两节并联；LED指示灯D10、D11 Φ5mm、红、绿色；二极管D12 1N4007电容器C 0.1μF电位器R650KΩ电阻R1、R2、R7 51Ω电阻R3、R8、R9 169KΩ电阻R4、R5249KΩ电阻R10 270KΩ
权利要求1.一种LED锂电矿灯，包括矿灯外壳、高亮度白光LED(14)、锂离子蓄电池(8)、电路部分及其线路板(5)、充电插座、电源开关、用于插在矿帽插座上的卡板(12)，高亮度白光LED(14)和锂离子蓄电池(8)装在同一个灯头外壳内，其特征在于所说的电路部分包括锂蓄电池充电指示电路及其LED充电指示灯(15)。
2.根据权利要求1所述的LED锂电矿灯，其特征在于所说的矿灯外壳的壳体材料为防弹玻璃。
3.根据权利要求1所述的LED锂电矿灯，其特征在于所说的锂蓄电池充电指示电路包括作电压比较器用的双集成运放(U3)，显示正在充电的LED指示灯(D10)和显示充满电的LED指示灯(D11)分别接第一运放、第二运放的输出端；第一运放正输入端接取样端、即充电电源并接的电阻分压电路(R9、R10)的分压点，负输入端经电阻(R8)接基准电压端、即白光LED(D1～D9)的正极，第二运放的正、负输入端与第一运放接法相反。
4.根据权利要求1所述的LED锂电矿灯，其特征在于所说的电源开关是两只自锁按键开关(K1、K2)，分别串接在多只并联的白光LED(D1～D8)、单只白光LED(D9)的供电回路中。
5.根据权利要求1或2所述的LED锂电矿灯，其特征在于所说的矿灯外壳为前小后大的八棱体形。
6.根据权利要求1或2所述的LED锂电矿灯，其特征在于所说的矿灯外壳的上有供穿绳套用的穿绳挂鼻(16)。
专利摘要一种LED锂电矿灯，由矿灯外壳、高亮度白光LED、锂离子蓄电池8、电路部分及其线路板5、充电插座、电源开关、用于插在矿帽插座上的卡板12等组成，是高亮度LED和锂电池装在同一灯头内的一体化矿灯。其电路部分设有锂蓄电池充电指示电路，充电时矿灯内的红、绿LED充电指示灯15能作出显示，便于监视矿灯内锂蓄电池的充电情况。本矿灯不仅体积小、重量轻、便携，其外壳呈前小后大的八棱体结构，顶部有穿绳挂鼻，采用防弹玻璃制作。手持牢固，不易坠落，坚固耐用。两只自锁式电源开关使矿灯有三种照明模式，使用方便灵活。主要用于矿井、隧道作业，也可用于其它场合随身携带照明，如野外作业等。
文档编号F21Y101/02GK2886306SQ20062008230
公开日2007年4月4日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者徐兴文 申请人:徐兴文