專利名稱：具備輔光源的微型礦燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種照明裝置，具體是一種用于井下照明的具備輔光源的微型礦 燈。
背景技術(shù)：
為了減少礦用帽燈的體積、重量，提高安全性和節(jié)約能源，減輕井下礦工的負(fù) 擔(dān)，使用發(fā)光二極管作為光源，鋰離子電池為發(fā)光二極管供電，如中國專利申請(申請?zhí)?200710017811.2)公開了一種在燈體內(nèi)裝配電池組，頭燈光源和電池組集成為一體的一體 式LED礦燈。這種礦燈雖然減小了體積和重量，但是，由于沒有對電源及充電部分進(jìn)行有效 管理，實(shí)際上微型化的電池并不能為光源提供足夠時(shí)間的照明，當(dāng)經(jīng)過幾小時(shí)的照明后，電 池的電壓和電流迅速下降，發(fā)光二極管光源的照度明顯下降，并迅速熄滅，不能為礦工提供 足夠時(shí)間的照明，并且當(dāng)?shù)V工在井下遇到危險(xiǎn)時(shí)，也不能提供求救信號，提醒救助人員。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)使用發(fā)光二極管作為光源的井下照明裝置不能長時(shí)間 保持光源，在照明時(shí)間長后，發(fā)光二極管的光照度下降，并快速熄滅，當(dāng)?shù)V工在井下遇到危 險(xiǎn)時(shí)，不能提供求救信號提醒求助人員的缺陷，設(shè)計(jì)一種對充電和電源進(jìn)行智能控制和管 理的微型發(fā)光二極管LED礦燈，能夠保證LED光源提供足夠時(shí)間的照明以及足夠的照度，并 可發(fā)出求助信號的井下照明裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種微型LED礦燈，該LED礦燈 的光源采用雙光源，以LED高亮度發(fā)光二極管作為主光源，低功耗發(fā)光片作為輔光源，單片 微處理器為智能控制處理器。按鍵開關(guān)、電池保護(hù)部分連接在智能控制處理器輸入端，智能 控制處理器輸入/輸出端連接電源管理部分，電源管理部分通過電池保護(hù)電路對電池過充 電、過放電實(shí)施保護(hù)，智能控制處理器輸出端分別通過主光源驅(qū)動(dòng)部分、輔光源驅(qū)動(dòng)部分驅(qū) 動(dòng)主光源或輔光源發(fā)光，智能控制處理器根據(jù)按鍵開光狀態(tài)及開關(guān)閉合時(shí)長控制主光源發(fā) 光還是輔光源發(fā)光。當(dāng)點(diǎn)觸按鍵開關(guān)，智能控制處理器檢測到按鍵開關(guān)閉合后立即打開，控 制主光源驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)主光源發(fā)光，當(dāng)長按下按鍵開關(guān)后在松開，智能控制處理器檢測到 按鍵開關(guān)閉合時(shí)間超過預(yù)定時(shí)長，斷開主光源驅(qū)動(dòng)部分，控制輔光源驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)輔光源 發(fā)光，礦燈進(jìn)入節(jié)能省電模式；在此狀態(tài)下再點(diǎn)觸按鍵開關(guān)，智能控制處理器檢測到在節(jié)能 省電模式下按鍵開關(guān)閉合后立即打開，切斷輔光源驅(qū)動(dòng)，控制主光源驅(qū)動(dòng)部分產(chǎn)生脈沖信 號觸發(fā)主光源間隙閃爍，發(fā)出求救信號。電源管理部分監(jiān)測到電池輸出電壓低于2. 8伏，智 能控制處理器發(fā)送主、輔光源切換命令，驅(qū)動(dòng)輔光源發(fā)光，在低電壓模式下輔光源將維持照 明約2小時(shí)。當(dāng)電池電壓下降到2. 4V，電源管理部分觸發(fā)電池保護(hù)電路切換電源，實(shí)現(xiàn)對電 池的過放電保護(hù)。在對電池進(jìn)行充電的過程中，電源管理部分監(jiān)測電池電壓，當(dāng)電池電壓超 過3. 6V時(shí)，電池保護(hù)部分切斷充電回路，防止電池的過充電。智能控制處理器控制充電管理部分，通過電池保護(hù)部分對電池實(shí)施保護(hù)，智能控制處理器的輸出端口控制主光源驅(qū)動(dòng)部分和輔光源驅(qū)動(dòng)部分，通過主光源驅(qū)動(dòng)部分、輔光 源驅(qū)動(dòng)部分分別對主光源和輔光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，智能控制處理器的輸入端連接點(diǎn)觸按鍵 開關(guān)，點(diǎn)觸按鍵開關(guān)觸發(fā)智能控制處理器相應(yīng)輸出端口輸出光源控制信號，光源控制信號 輸出到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路，由驅(qū)動(dòng)電路分別控制打開、關(guān)閉主、輔光源，實(shí)現(xiàn)對主輔光源的開 關(guān)控制，控制主光源照明、輔光源照明、以及告警信號的輸出。電源采用磷酸鐵鋰電池，為智 能控制處理器、主光源、輔光源驅(qū)動(dòng)電路提供電源。智能控制處理器通過充電管理電路對電 池的充、放電實(shí)施管理，當(dāng)智能控制器檢測到電池電壓下降到額定值時(shí)，電池保護(hù)電路提供 過放電保護(hù)，并保持低電壓供電，在低電壓供電狀態(tài)，LED光源在低電壓狀態(tài)下將保持照明 一定時(shí)間后燈光才熄滅。在對電池進(jìn)行充電時(shí)，當(dāng)充電電池達(dá)到額定電壓時(shí)，充電管理電路 切斷充電回路，停止對電池充電。本實(shí)用新型采用單片微處理器作為智能控制處理器，對LED微型礦燈進(jìn)行光源驅(qū) 動(dòng)，充、放電的智能管理，以及雙光源控制，具有照度強(qiáng)、壽命長、體積小重量輕等特點(diǎn)，設(shè)有 短路、過充電、過放電保護(hù)，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)瞬間切斷電源，避免因短路引發(fā)瓦斯爆炸的事故 發(fā)生，遇險(xiǎn)時(shí)能夠發(fā)出求救信號，便于事故搜救。

圖ILED微型礦燈電原理框圖具體實(shí)施方式
以下針對附圖和具體實(shí)例對本實(shí)用新型的實(shí)施作具體說明。本LED礦燈采用雙光源設(shè)計(jì)，包括主光源和輔光源，具備輔光源的LED微型礦燈的 鋰離子蓄電池與光源燈頭一體化結(jié)構(gòu)，在外殼的下方設(shè)置電池盒。電池盒內(nèi)裝有蓄電池、電 池保護(hù)電路、電源管理電路、智能控制處理器、主、輔光源驅(qū)動(dòng)電路，礦燈外殼裝有按鍵開關(guān) 和用于固定礦用安全帽的固定卡，燈頭殼體內(nèi)裝有主光源、輔光源及防爆透鏡等部件。可選 擇一個(gè)高亮度發(fā)光二極管作為主光源，低功耗發(fā)光片作為輔光源，為了照度均衡，可將4個(gè) 低功耗發(fā)光片通過基座均勻安裝在高亮度發(fā)光二極管周圍，該主光源和輔光源密封在由防 爆透光鏡和外殼構(gòu)成的密封空間內(nèi)。如圖1所示為本實(shí)用新型電原理示意圖，一種微型LED礦燈，包括，智能控制處理 器、電源管理電路、電池保護(hù)電路、按鍵開關(guān)、主光源驅(qū)動(dòng)電路、輔光源驅(qū)動(dòng)電路、主光源、輔 光源。LED高亮度發(fā)光二極管作為主光源，低功耗發(fā)光片作為輔助光源，可采用體積小容量 大的磷酸鐵鋰電池為電源，智能控制處理器采用單片微處理器。按鍵開關(guān)、電池保護(hù)部分連 接在智能控制處理器輸入端，智能控制處理器輸入/輸出端連接電源管理部分，電源管理 部分通過電池保護(hù)電路對電池過充電、過放電實(shí)施保護(hù)，智能控制處理器輸出端分別通過 主光源驅(qū)動(dòng)部分、輔光源驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)主光源或輔光源發(fā)光，智能控制處理器根據(jù)按鍵開 光狀態(tài)及開關(guān)閉合時(shí)長控制主光源發(fā)光還是輔光源發(fā)光。在主、輔光源驅(qū)動(dòng)部分還包括脈 沖電路，觸發(fā)主光源或輔光源發(fā)出閃爍光，電池為智能控制處理器、充電管理電路、電池保 護(hù)電路提供電源，電池保護(hù)電路連接在電源端，其中過流、過壓保護(hù)回路，對電路中的短路、 電池的過充電以及過放電提供保護(hù)。電池通過電池保護(hù)電路連接智能控制處理器，為智能 控制處理器提供電源。電源管理部分控制電池保護(hù)電路，在充電進(jìn)行過程中，電源管理部分監(jiān)測電池額定電壓和電池容量，當(dāng)電池達(dá)到額定電壓或容量后，電池保護(hù)部分向智能控制 處理器發(fā)送中斷信號，智能控制處理器向充電管理部分發(fā)送控制命令，充電管理部分切斷 對電池的充電。智能控制器通過電源管理電路對充、放電實(shí)施管理，電源管理電路實(shí)時(shí)檢測電池 輸出電壓，當(dāng)檢測到電池電壓下降到第一額定值(如2.8V)時(shí)，智能控制處理器發(fā)出主、輔 光源切換命令，控制主光源驅(qū)動(dòng)電路斷開，輔光源驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)輔光源發(fā)光，輔光源將在低 電壓狀態(tài)下發(fā)出普通照明光，維持時(shí)間約2小時(shí)，電池保護(hù)電路中還設(shè)置有過放電保護(hù)電 路，當(dāng)電池輸出電壓下降到第二額定值(如2.4V)時(shí)，智能控制處理器發(fā)送控制命令，過放 電保護(hù)電路切斷電源，燈光熄滅。電池保護(hù)電路中還設(shè)置有過充電保護(hù)電路，在對電池進(jìn)行 充電時(shí)，電源管理部分對電池提供恒流充電電流，并實(shí)時(shí)檢測電池充電情況，當(dāng)電池輸出電 壓達(dá)到正常值(如3. 6V)時(shí)，電池保護(hù)電路切斷充電回路，并將充電結(jié)束命令發(fā)送到智能控 制處理器，智能控制處理器發(fā)出停止充電命令，當(dāng)充電結(jié)束后，智能控制處理器發(fā)出控制命 令，觸發(fā)輔光源驅(qū)動(dòng)部分中的脈沖觸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)輔光源間隙發(fā)光，提醒充電完成。按鍵開關(guān)連接在智能控制處理器輸入端口，按鍵開關(guān)連接在智能控制處理器輸入 端，并通過上拉電阻串接在電源端，智能控制處理器檢測按鍵開關(guān)狀態(tài)及開關(guān)按下接通電 源的時(shí)間，智能控制處理器根據(jù)按鍵開關(guān)狀態(tài)或閉合時(shí)長控制輸出主光源驅(qū)動(dòng)信號、輔光 源驅(qū)動(dòng)信號還是緊急求助信號，實(shí)現(xiàn)對主、輔光源及求助光的開關(guān)控制，提供主光源照明、 輔光源照明、以及告警信號。點(diǎn)觸按鍵開關(guān)，智能控制處理器控制檢測到開關(guān)閉合后立即斷 開，智能控制處理器控制主光源驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)主光源發(fā)光；礦燈主光源打開進(jìn)入正常作業(yè)， 智能控制處理器檢測到按下按鍵開關(guān)的時(shí)間超過預(yù)定時(shí)間閾值(如2秒)，發(fā)出控制命令， 控制斷開主光源驅(qū)動(dòng)部分，切換到輔光源驅(qū)動(dòng)部分工作，控制輔光源驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)輔光源 發(fā)光，在此狀態(tài)下，當(dāng)再點(diǎn)觸按鍵開關(guān)，智能控制處理器監(jiān)測到按鍵開關(guān)閉合后隨即打開， 主光源驅(qū)動(dòng)部分觸發(fā)脈沖電路，脈沖電路輸出脈沖信號觸發(fā)主光源間隙發(fā)光，發(fā)出求救信 號。在求救狀態(tài)下再次點(diǎn)觸按鍵開關(guān)，關(guān)閉電源，智能控制處理器檢測到按鍵開關(guān)被再次按 下的時(shí)間超過預(yù)定閾值，則關(guān)閉主光源發(fā)出的求助信號。
權(quán)利要求一種具備輔光源的微型發(fā)光二極管礦燈，包括，智能控制處理器、電源管理電路、電池保護(hù)電路、按鍵開關(guān)、主光源驅(qū)動(dòng)電路、輔光源驅(qū)動(dòng)電路、主光源、輔光源，其特征在于，按鍵開關(guān)、電池保護(hù)部分連接在智能控制處理器輸入端，智能控制處理器輸入/輸出端連接電源管理部分，電源管理部分通過電池保護(hù)電路連接電池，對電池過充電、過放電實(shí)施保護(hù)，智能控制處理器輸出端分別通過主光源驅(qū)動(dòng)部分、輔光源驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)主光源、輔光源發(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型發(fā)光二極管礦燈，其特征在于，主光源為高亮度發(fā)光二 極管，輔光源為低功耗發(fā)光片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型發(fā)光二極管礦燈，其特征在于，在主、輔光源驅(qū)動(dòng)部分還 包括脈沖電路，分別觸發(fā)主光源或輔光源發(fā)出閃爍光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型發(fā)光二極管礦燈，其特征在于，輔光源的4個(gè)低功耗發(fā)光 片通過基座均勻安裝在主光源周圍。
專利摘要本實(shí)用新型請求保護(hù)一種具備輔光源的微型發(fā)光二極管礦燈，涉及井下照明裝置。針對現(xiàn)有技術(shù)使用發(fā)光二極管作為光源的井下照明裝置，在照明時(shí)間長后，發(fā)光二極管的光照度下降，并快速熄滅，當(dāng)?shù)V工在井下遇到危險(xiǎn)時(shí)，不能提供求救信號提醒求助人員的缺陷，設(shè)計(jì)一種對充電和電源進(jìn)行智能控制和管理的微型發(fā)光二極管LED礦燈，具備主、輔光源，能夠保證LED光源提供足夠時(shí)間的照明以及足夠的照度，并可發(fā)出求助信號?？蓮V泛用于井下作用使用。
文檔編號F21V19/00GK201636555SQ20102013787
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者杜建國, 江圣航 申請人:江圣航;重慶科安電子有限公司