CN100381748C - 自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯 - Google Patents
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Abstract
本发明供了自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，由灯头1、电缆线2及充电电池3组成；灯头包括外壳101、外壳内装的灯泡102、反射器103、以及扣在外壳上的镜片104与扣盖(105)；充电电池包括底壳201、壳内的电池202、电池上盖203及电缆线卡204、用螺钉固定在底壳上部的电池盖片205；其特点是：a、灯头的灯泡为带散热片半导体照明灯，其灯前装有一个聚光罩106，并在灯外壳内半导体照明灯后装有充放电控制的电路板107与电路；b、充电电池为锂电池，在底壳内盖片下面装有过充电、过放电、短路保护电路板206与电路。具有体积较小，重量轻，使用寿命长，维护工作量小，使用安全等优点。可在各种矿井内的使用。
Description
一、技术领域
本发明属于矿用灯具，特别是涉及到自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯。
二、背景技术
现有的矿用帽灯由矿用帽灯头、电缆线及充电电池组成；电池电源大多是铅酸电池，灯头内使用普通白炽灯泡。如中国公开的CN 208129U专利“一种少维护铅酸蓄电池帽用矿灯”。它们体积较大，重量较重，使用寿命短，维护工作量大，特别是在煤矿中使用安全性能还是比较差。
为了减小体积和重量，近年来矿用帽灯开始采用锂电池。这种新型矿灯实际推广应用中，发现了许多较严重的问题。主要有：锂电池的安全性能较差，尽管加入了保护电路，但是仍出现了电池组燃烧和爆炸的严重事故。安全性差，依然是矿用帽灯主要问题。此外，矿灯改用锂离子电池后，原有的充电架不能对锂电池矿灯充电，矿山必须更换充电架，造成巨大的资源浪费。另外，由于锂电池的价格较高，为现有铅酸电池矿灯的3-4倍。因此大量普及这种新型矿灯的难度很大。
三、发明内容
本发明的目的是针对以上背景技术存在的问题进行改进，提供自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯。它采用半导体照明灯和锂电池，加装过充电、过放电和短路保护电路，不仅保护电池，而且开灯、关灯甚至外部短路时，都不会产生火花，实现了本质安全工作。
本发明的技术方案是这样实现的：
自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，由矿用帽灯头、电缆线及充电电池三部分组成；矿用帽灯头包括外壳、外壳内装的灯泡、反射器、以及扣在外壳上的镜片与扣盖；充电电池包括底壳、壳内的电池、电池上盖及电缆线卡、用螺钉固定在底壳上部的电池盖片；其特点是：
a、所述的灯头的灯泡为带散热片半导体照明灯，其灯前装有一个聚光罩，并在灯外壳内半导体照明灯后装有充放电控制的电路板；
b、所述的充电电池为锂电池，在底壳内盖片下面装有过充电、过放电、短路保护电路板。
所述的半导体照明灯是用固定电压驱动，或者用恒流源驱动。恒流源驱动电路图4所示，由电阻R8与二极管VD1组成基准电压电路；连接分压电阻R6、R7，并接到运算放大器IC1的同相输入端3，运算放大器IC1的端脚1串电阻R5接调整管MOSFET的脚1，MOSFET的脚2与电阻R8之间接半导体照明灯LED；MOSFET的脚3接IC1反相输入端2，及连接并联电阻R1、R2、R3，并接低电位B-及IC1反相输入端4，二极管VD1与电阻R7并联后也接IC1脚4，组成采样电路；IC1脚8与驱动电路电阻R8及半导体照明灯LED相接，输入电压B+连接基准电路与运算放大器IC1的电路上有开关S1；MOSFET的脚2与脚3之间接限流电阻R4；采样电路的采样电压加到运算放大器IC1的反相输入端2、4，与基准电压比较，其误差经运算放大器放大后，驱动调压管MOSFET使半导体照明灯LED发光；当流过半导体照明灯的电流发生变化时，采样电压也发生变化，运算放大器的输入误差电压变化，运算放大器的输出电压也变化，从而使半导体照明灯驱动电路的电流为恒定。开关S1不需要照明时，该开关断开，恒流驱动电路的电源中断，不消耗电池的能量。
所述的充放电控制的电路板的电路为电源负极控制的线性充电电路，由电压电流基准电路、电压调整电路及电流限制电路组成；它由5V电源供电；电压电流基准电路含有电阻R103、R106、R107、R108、R111，电容C103、C104、C105，二极管VD101、稳压二极管VD102；电阻R107接电源+5V，并串联电阻R108接至电阻R111及电阻R103上，电阻R111接地，并且在电阻R107上连接稳压管VD102后与电阻R111相连；电阻R106与R7并联连接二极管VD101后接地，电容C103与电阻R6及二极管VD101并联，电容C104与电阻R7并联；电容C105与电阻R111并联；电阻R103为电压电流基准电路输出，并接电压调整电路中的运算放大器IC1A的反相输入端2；电压调整电路包括电阻R101、R102、R103、R104、电容C106、二极管VD103、运算放大器IC1A、调整管MOSFET1、半导体照明LED，电阻R101接充电端子B-并与二极管VD103串联，组成电压采样电路；并且连接电流限制电路运算放大器IC1B输出端脚7；在电阻R101与二极管VD103抽头，取电压信号，接至运算放大器IC1A同相输入端3，运算放大器IC1A的端脚8接电源+5，端脚4接地gnd，输出端脚1串联电阻R102接调整管MOSFET1脚1；MOFET1脚2串联半导体照明灯LED后接充电端子B-，MOSFET1脚3接采样三只并联电阻R112，其电阻R112的另一端接地gnd；在运算放大器输出端1上抽头串联电阻R104与电容C106后接至反相输入端2，将运算放大器的输出电压反馈；而电流限制电路包括并联电阻R112、R109、R110、电容C107及运算放大器IC1B；电阻R110与三只并联电阻R112及调整管MOSFET1脚3相连，并且与运算放大器IC1B反相输入端6相接，运算放大器IC1B同相输入端5与电压电流基准电路上的电阻R106与二极管VD1O1之间的抽头相接；运算放大器IC1B的输出端7与电压调整电路上的二极管VD103相接，且运算放大器的输入端脚上连接电容C107电阻R109后接其反相输入端6，反馈比较电压信号给运算放大器；所述的充放电控制电路板的电路上二极管VD102的两端电压加到运算放大器IC1B的同相输入端，电阻R112两端的压降，加到运算放大器IC1B的反相输入端，与基准电压比较，其差值经放大后，又经IC1A放大，驱动调整管MOSFET1，将锂电池的充电电流稳定在设定值范围内，稳定电流在800mA，在锂电池充电时充足后，电压调整电路使充电电路B+、b-端电路输出恒定电压4.2V，稳压二极管VD2组成电压基准电路及由电阻R101与二极管VD103组成的电压采样电路，运算放大器IC1A和调整管MOSFET1组成调整电路部分，采样电压与基准电压经运算放大器IC1A比较并放大后，驱动串联的电阻R102、调整管MOSFET1，使锂电池的充电电压稳定在4.2V。
所述的过充电、过放电、短路保护电路板的电路，包含锂电池保护集成电路IC301，充、放电控制管MOSFET2，内含两只N沟道的MOSFET，电阻R301、R302、R303，电容C301、C302；单体锂电池接在B+和B-之间的两端子，电池组从P+与P-输出电压，B+与P+、B-与P-经充电控制管MOSFET后连线相接；在B+与P+的连线上接电阻R301电容C301 B-，从电阻R301与电容C301之间抽头接集成电路IC301的VCC脚5，电容C301至B-之间抽头接集成电路IC301的GND脚6，其上的CS脚2串联电阻R302接P-，在B-与P-之间，B-接充、放电控制管MOSFET2的管脚3，P-接其管脚2，MOSFET2的管脚1接集成电路IC301的OD脚1，MOSFET2的管脚4接集成电路IC301的OC脚3；电阻R303与电容C302并联后接B-及集成电路IC301的CS脚2上；充电过程中，锂电池电压超过额定值-4.35V时，集成电路IC301的OC脚输出信号使充电控制管MOSFET2关断，锂电池立即停止充电；放电过程中，锂电池的电压降到额定值2.30V时，集成电路IC301的OD脚输出信号使放电控制管MOSFET2关断，锂电池立即停止放电；集成电路IC301的CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制管MOSFET2的导通压降剧增，CS脚电压迅速升高，其IC301输出信号使充放电控制管MOSFET2迅速关断；从而实现过充电、过放电、过电流保护。
本发明提供的自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯与背景技术相比较；首先，采用了亮度高，用电省的半导体照明灯。半导体照明灯具有高效、节能、环保、寿命长、易维护等显著特点，是国际上公认的最有可能进入普通照明领域的新型固态冷光源。能够满足矿灯要求的半导体照明灯所需工作电流约为200～350mA，仅为目前矿灯用白炽灯泡的30％～50％，这样不仅可以节约70％～50％的电能，更重要的是可以选用容量更小的蓄电池。满足11小时照明要求的电池容量可由8Ah减小到4Ah，这样会使锂电池组的成本价格可大大下降。另外，在帽灯内部加入了充放电控制和保护系统，提高矿灯的安全性能。并且使其能够利用现有的充电架充电，节省投资。同时，为了进一步提高锂电池的安全性能，锂电池可以选用安全性能较好的聚合物锂电池。
半导体照明灯是一种新型照明用冷光源。目前，发光效率已达到25-351m/w，最高可达到601m/w，远远高于白炽灯，和卤钨灯相当。这种冷光源照明灯非常可靠，寿命可达5万小时，可用12年以上。亮度为普通发光管的10-20倍。市售功率型半导体照明灯的正向压降大多为3～3.8V，由于低压供电，因此无电弧产生，安全性较好。目前，根据要求的亮度不同，功率型半导体照明灯的正向电流可达到150mA-1000mA。矿用帽灯用的1W半导体照明灯的工作电流只有350mA，只有目前白炽灯的1/2。按矿工每天照明10小时计算，每只矿灯一天节约能量为350mA×10h＝3500mAh。帽灯工作电压为4V，因此每只帽灯每天节约的电能为：4V×3500mAh＝14Wh。全国500万矿工每天节约的电能将达到14Wh×5000000＝70000kWh。矿灯用半导体照明灯的工作电流约为350mA，两端承受的电压约为3.3V，大约有1W功耗。半导体照明灯上加星形散热器，有效地散去半导体照明灯产生的热量，确保了半导体照明灯安全工作。
因此，本发明自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，具有体积较小，重量轻，使用寿命长，维护工作量小，使用安全等优点。可在各种矿井内使用。
四、附图说明
图1是自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯的结构示意图；
图2是自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯的侧示意图；
图3是半导体照明矿用帽灯的灯头结构示意图；
图4是半导体照明灯恒流源驱动电路示意图；
图5是电源负极控制的线性充电电路示意图；
图6是过充电、过放电、短路保护电路板的电路示意图；
图7和图8是带星型散热器半导体照明灯示意图；
图9和图10是聚光罩结构示意图；
图11和图12是反射器结构示意图。
五、具体实施方式
图1和图2所示，自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯。由矿用帽灯头1、电缆线2及充电电池3三部分组成；图3所示，矿用帽灯头包括外壳101，灯泡为带散热片半导体照明灯102，反射器103，镜片104与扣盖105；以及外壳内装在灯前装一个聚光罩106，外壳内半导体照明灯后装的充放电控制的电路板107。充电电池为聚合物锂电池，充电电池包括底壳201，壳内的电池202，电池上盖203，上盖内固定的电缆线卡204，用螺钉固定在底壳上部的电池盖片205，及在底壳内盖片下面装的过充电、过放电、短路保护电路板206。
所述的半导体照明灯是用固定电压驱动，或者用恒流源驱动。图4所示，半导体照明灯恒流源驱动电路。由电阻R8与二极管VD1组成基准电压电路；连接分压电阻R6、R7，并接到运算放大器IC1的同相输入端3，运算放大器IC1的端脚1串电阻R5接调整管MOSFET的脚1，MOSFET的脚2与电阻R8之间接半导体照明灯LED，MOSFET的脚3接IC1反相输入端2，及连接并联电阻R1、R2、R3，并接低电位B-及IC1反相输入端4，二极管VD1与电阻R7并联后也接IC1脚4，组成采样电路；IC1脚8与驱动电路电阻R8及半导体照明灯LED相接，输入电压B+连接基准电路与运算放大器IC1的电路上有开关S1；MOSFET的脚2与脚3之间接限流电阻R4；采样电路的采样电压加到运算放大器IC1的反相输入端2、脚4，与基准电压比较，其误差经运算放大器放大后，驱动调压管MOSFET1使半导体照明灯LED发光；当流过半导体照明灯的电流发生变化时，采样电压也发生变化，运算放大器的输入误差电压变化，运算放大器的输出电压也变化，从而使半导体照明灯驱动电路的电流为恒定。
聚合物锂电池具有体积小，重量轻，安全性能较好等优点，但是充电要求与原来矿灯的铅酸电池充电架的特性差别较大。为了利用原有充电架对锂电池矿灯充电，在矿灯灯头内加装了电源负极控制的线性充电电路板，即半导体照明灯后装的充放电控制的电路板107。
图5所示，电源负极控制的线性充电电路。由电压电流基准电路、电压调整电路及电流限制电路组成；它由5V电源供电。
电压电流基准电路含有电阻R103、R106、R107、R108、R111，电容C103、C104、C105，二极管VD101、稳压二极管VD102；电阻R107接电源+5V，并串联电阻R108接至电阻R111及电阻R103上，电阻R111接地，并且在电阻R107上连接稳压管VD102后与电阻R111相连；电阻R106与R107并联连接二极管VD101后接地，电容C103与电阻R106及二极管VD101并联，电容C104与电阻R107并联；电容C105与电阻R111并联；电阻R103为电压电流基准电路输出，并接电压调整电路中的运算放大器IC1A的反相输入端2；电压调整电路包括电阻R101、R102、R103、R104、电容C106、二极管VD103、运算放大器IC1A、调整管MOSFET1、半导体照明LED，电阻R101接充电端子B-并与二极管VD103串联，组成电压采样电路；并且连接电流限制电路运算放大器IC1B输出端脚7；在电阻R101与二极管VD103抽头，取电压信号，接至运算放大器IC1A同相输入端3，运算放大器IC1A的端脚8接电源+5，端脚4接地gnd，输出端脚1串联电阻R102接调整管MOSFET1脚1；MOFET1脚2串联半导体照明灯LED后接充电端子B-，MOSFET1脚3接采样三只并联电阻R112，其电阻R112的另一端接地gnd；在运算放大器输出端1上抽头串联电阻R104与电容C106后接至反相输入端2，将运算放大器的输出电压反馈；而电流限制电路包括并联电阻R112、R109、R110、电容C107及运算放大器IC1B，电阻R110与三只并联电阻R112及调整管MOSFET1脚3相连，并且与运算放大器IC1B反相输入端6相接，运算放大器IC1B同相输入端5与电压电流基准电路上的电阻R106与二极管VD101之间的抽头相接；运算放大器IC1B的输出端7与电压调整电路上的二极管VD103相接，且运算放大器的输入端脚上连接电容C107电阻R109后接其反相输入端6，反馈比较电压信号给运算放大器；所述的充放电控制电路板的电路上二极管VD102的两端电压加到运算放大器IC1B的相同输入端，电阻R112两端的压降，加到运算放大器IC1B的反相输入端，与基准电压比较，其差值经放大后，又经IC1A放大，驱动调整管MOSFET1，将锂电池的充电电流稳定在设定值范围内，稳定电流在800mA，在锂电池充电时充足后，电压调整电路使充电电路B+、b-端电路输出恒定电压4.2V，稳压二极管VD2组成电压基准电路电阻R101与二极管VD103组成的电压采样电路，运算放大器IC1A和调整管MOSFET1的调整电路部分，采样电压与基准电压经运算放大器IC1A比较并放大后，驱动串联调整管MOSFET1，使锂电池的充电电压稳定在4.2V。
根据矿灯充电架国家标准，充电架输出电压应稳定在5V±0.1V。采用半导体照明灯后，最大工作电流只有350mA，达到11小时照明时间所需电池的容量只有4Ah。这样采用2/10C充电速率时，充电电流只有800mA。选用额定工作电流为5A的MOSFET1作串联调整元件，工作过程中串联调整元件最大压降较小，不加散热器，串联调整元件也不会损坏。
图6所示，过充电、过放电、短路保护电路板的电路。过充电、过放电、短路保护电路包含锂电池保护集成电路IC301，充、放电控制管MOSFET2，内含两只N沟道的MOSFET，电阻R301、R302、R303，电容C301、C302；单体锂电池接在B+和B-之间的两端子，电池组从P+与P-输出电压，B+与P+、B-与P-经充电控制管MOSFET后连线相接；在B+与P+的连线上接电阻R301电容、C301后接B-，从电阻R301与电容C301之间抽头接集成电路IC301的VCC脚5，电容C301至B-之间抽头接集成电路IC301的GND脚6，其上的CS脚2串联电阻R302接P-，在B-与P-之间，B-接充、放电控制管MOSFET2的管脚3，P-接其管脚2，MOSFET2的管脚1接集成电路IC301的OD脚1，MOSFET2的管脚4接集成电路IC301的OC脚3；电阻R303与电容C302并联后接B-及集成电路IC301的CS脚2上；充电过程中，锂电池电压超过额定值-4.35V时，集成电路IC301的OC脚输出信号使充电控制管MOSFET2关断，锂电池立即停止充电；放电过程中，锂电池的电压降到额定值2.30V时，集成电路IC301的OD脚输出信号使放电控制管MOSFET2关断，锂电池立即停止放电；集成电路IC301的CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制管MOSFET2的导通压降剧增，CS脚电压迅速升高，其IC301输出信号使充放电控制管MOSFET2迅速关断；从而实现过充电、过放电、过电流保护。
图7和图8所示，带星型散热器半导体照明灯。半导体照明灯10
的散热片为星型散热器。
矿工采矿时，矿灯必须具有一定的照射角度和照射距离，为了达到一定的照射距离，在半导体照明灯前加了聚光罩。图9和图10所示为聚光罩，由罩体1061、罩体上的凸镜1062组成。在罩体的底部设有定位的销1063。此外为了达到更远的照射距离和一定的照射角度，对原有矿灯的光反射器进行了技术改进，图11和图12所示为反射器，其外形结构与现有矿用帽灯中的结构基本相同。
本发明提供的自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯中采用的锂电池充电控制电路与锂电池过充电、过放电、过电流保护电路主要元器件如下：
1、二极管VD1 IN4148
2、稳压二极管VD2 TL431C
3、二极管VD103 11DQ10
4、运算放大器IC1A LM358
5、运算放大器IC1B LM358
6、调压管MOSFET 1IRFLML2402
7、锂电池保护集成电路IC301 已有专用产品DW01
8、充放电控制管MOSFET2 IRF7301
Claims (6)
1.一种自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，由灯头(1)、电缆线(2)及充电电池(3)组成；灯头包括外壳(101)、外壳内装的灯泡(102)、反射器(103)、以及扣在外壳上的镜片(104)与扣盖(105)；充电电池包括底壳(201)、壳内的电池(202)、电池上盖(203)及电缆线卡(204)、用螺钉固定在底壳上部的电池盖片(205)；其特征在于：
a、所述的灯头的灯泡为带散热片半导体照明灯，其灯前装有一个聚光罩(106)，并在灯外壳内半导体照明灯后装有充放电控制的电路板(107)；
b、所述的充电电池为锂电池，在底壳内盖片下面装有过充电、过放电、短路保护电路板(206)。
2.根据权利要求1所述的一种自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，其特征在于：所述的半导体照明灯是用固定电压驱动，或者用恒流源驱动；由电阻R8与二极管VD1组成基准电压电路；连接分压电阻R6、R7，并接到运算放大器IC1的同相输入端3，运算放大器IC1的端脚1串电阻R5接调整管MOSFET的脚1，MOSFET的脚2与电阻R8之间接半导体照明灯LED；MOSFET的脚3接IC1反相输入端2，及连接并联电阻R1、R2、R3，并接低电位B-及IC1反相输入端4，二极管VD1与电阻R7并联后也接IC1脚4，组成采样电路；IC1脚8与驱动电路电阻R8及半导体照明灯LED相接，输入电压B+连接基准电路与运算放大器IC1的电路上有开关S1；MOSFET的脚2与脚3之间接限流电阻R4；采样电路的采样电压加到运算放大器IC1的反相输入端2、4，与基准电压比较，其误差经运算放大器放大后，驱动调压管MOSFET使半导体照明灯LED发光；当流过半导体照明灯的电流发生变化时，采样电压也发生变化，运算放大器的输入误差电压变化，运算放大器的输出电压也变化，从而使半导体照明灯驱动电路的电流为恒定；开关S1不需要照明时，该开关断开，恒流驱动电路的电源中断，不消耗电池的能量。
3.根据权利要求1所述的一种自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，其特征在于：所述的充放电控制的电路板的电路为电源负极控制的线性充电电路，由电压电流基准电路、电压调整电路及电流限制电路组成；它由5V电源供电；电压电流基准电路含有电阻R103、R106、R107、R108、R111，电容C103、C104、C105，二极管VD101、稳压二极管VD102；电阻R107接电源+5V，并串联电阻R108接至电阻R111及电阻R103上，电阻R111接地，并且在电阻R107上连接稳压管VD102后与电阻R111相连；电阻R106与R107并联连接二极管VD101后接地，电容C103与电阻R106及二极管VD101并联，电容C104与电阻R107并联；电容C105与电阻R111并联；电阻R103为电压电流基准电路输出，并接电压调整电路中的运算放大器IC1A的反相输入端2；电压调整电路包括电阻R101、R102、R103、R104、电容C106、二极管VD103、运算放大器IC1A、调整管MOSFET1、半导体照明LED，电阻R101接充电端子B-并与二极管VD103串联，组成电压采样电路；并且连接电流限制电路运算放大器IC1B输出端脚7；在电阻R101与二极管VD103抽头，取电压信号，接至运算放大器IC1A同相输入端3，运算放大器IC1A的端脚8接电源+5，端脚4接地gnd，输出端脚1串联电阻R102接调整管MOSFET1脚1；MOFET1脚2串联半导体照明灯LED后接充电端子B-，MOSFET1脚3接采样三只并联电阻R112，其电阻R112的另一端接地gnd；在运算放大器输出端1上抽头串联电阻R104与电容C106后接至反相输入端2，将运算放大器的输出电压反馈；而电流限制电路包括并联电阻R112、R109、R110、电容C107及运算放大器IC1B；电阻R110与三只并联电阻R112及调整管MOSFET1脚3相连，并且与运算放大器IC1B反相输入端6相接，运算放大器IC1B同相输入端5与电压电流基准电路上的电阻R106与二极管VD101之间的抽头相接；运算放大器IC1B的输出端7与电压调整电路上的二极管VD103相接，且运算放大器的输入端脚上连接电容C107电阻R109后接其反相输入端6，反馈比较电压信号给运算放大器；所述的充放电控制电路板的电路上二极管VD102的两端电压加到运算放大器IC1B的同相输入端，电阻R112两端的压降，加到运算放大器IC1B的反相输入端，与基准电压比较，其差值经放大后，又经IC1A放大，驱动调整管MOSFET1，将锂电池的充电电流稳定在设定值范围内，在锂电池充电时充足后，电压调整电路使充电电路B+、b-端电路输出恒定电压4.2V，稳压二极管VD2组成电压基准电路及由电阻R101与二极管VD103组成的电压采样电路，运算放大器IC1A和调整管MOSFET1组成调整电路部分，采样电压与基准电压经运算放大器IC1A比较并放大后，驱动串联的电阻R102、调整管MOSFET1，使锂电池的充电电压稳定。
4.根据权利要求1所述的一种自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，其特征在于：所述的过充电、过放电、短路保护电路板的电路，包含锂电池保护集成电路IC301，充、放电控制管MOSFET2，内含两只N沟道的MOSFET，电阻R301、R302、R303，电容C301、C302；单体锂电池接在B+和B-之间的两端子，电池组从P+与P-输出电压，B+与P+、B-与P-经充电控制管MOSFET后连线相接；在B+与P+的连线上接电阻R301电容C301B-，从电阻R301与电容C301之间抽头接集成电路IC301的VCC脚5，电容C301至B-之间抽头接集成电路IC301的GND脚6，其上的CS脚2串联电阻R302接P-，在B-与P-之间，B-接充、放电控制管MOSFET2的管脚3，P-接其管脚2，MOSFET2的管脚1接集成电路IC301的OD脚1，MOSFET2的管脚4接集成电路IC301的OC脚3；电阻R303与电容C302并联后接B-及集成电路IC301的CS脚2上；充电过程中，锂电池电压超过额定值-4.35V时，集成电路IC301的OC脚输出信号使充电控制管MOSFET2关断，锂电池立即停止充电；放电过程中，锂电池的电压降到额定值2.30V时，集成电路IC301的OD脚输出信号使放电控制管MOSFET2关断，锂电池立即停止放电；集成电路IC301的CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制管MOSFET2的导通压降剧增，CS脚电压迅速升高，其IC301输出信号使充放电控制管MOSFET2迅速关断；从而实现过充电、过放电、过电流保护。
5.根据权利要求1所述的一种自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，其特征在于：所述的带半导体照明灯(102)的散热片为星型散热器。
6.根据权利要求1所述的一种自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，其特征在于：所述的聚光罩(106)由罩体(1061)、罩体上的凸镜(1062)组成；在罩体的底部设有定位的销(1063)。
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