CN102537786B - 矿用不间断直流电源照明系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

矿用不间断直流电源照明系统及控制方法。电池组充放电过程中的过充、过放、过流及过温等异常状态，均会对锂电池的性能和使用寿命产生不良影响。一种矿用不间断直流电源照明系统,其组成包括：具有隔爆面（1）的箱体（2），所述的箱体内装有控制器（3）和电池组（4），所述的控制器具有具有控制芯片的中央处理器（5），所述的中央处理器连接充电单元（6）、均衡单元（7）、数据采集单元（8）、数据处理单元(9)、控制与管理单元(10)、记录显示报警单元(11)，所述的控制器连接HY接线腔(12)、电池组和LED照明系统。本发明用于矿用照明。

Description

矿用不间断直流电源照明系统及控制方法

技术领域：

本发明涉及一种矿用照明领域，具体涉及一种矿用不间断直流电源照明系统及控制方法。

背景技术：

依据GB3836-2000《爆炸性气体环境用电气设备》、MT221-2005《煤矿用防爆灯具》等标准选型矿用LED泛光灯、矿用LED投光灯、矿用LED安全指示标志灯等进行研发，以期达到煤矿安全生产的要求。保证在正常情况下，体现矿用LED照明灯的高效节能、光照分布合理、光照质量优异的特点。同时保证在事故停电情况下，提供应急照明，在塌方等事故发生造成断电的情况下，提供局部照明与疏散指示，且保证照明与指示时间不少于72小时。

电池组充放电过程中的过充、过放、过流及过温等异常状态，均会对锂电池的性能和使用寿命产生不良影响。

发明内容：

本发明的目的是提供一种照明效果好，安全性能好，照明功率大的矿用不间断直流电源照明系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种矿用不间断直流电源照明系统，其组成包括：具有隔爆面的箱体，所述的箱体内装有控制器和电池组，所述的控制器具有具有控制芯片的中央处理器，所述的中央处理器连接充电单元、均衡单元、数据采集单元、数据处理单元、控制与管理单元、记录显示报警单元，所述的控制器连接HY接线腔、电池组和LED照明系统；

所述的箱体一端具有引入连接件，所述的箱体前面左半部分具有控制箱盖，所述的箱体前面右半部分具有电池腔盖，所述的箱体后面右半部分具有HY接线腔盖，所述的隔爆面连接接地装配；

所述的LED照明系统包括带有反射罩或透镜的隔爆壳体，所述的隔爆壳体连接一组大功率LED光源和波浪形散热器，所述的波浪形散热器连接铝基板，所述的大功率LED光源的灯珠连接铝基板；

上述所用照明系统的反射罩是在PC材料上真空镀制高效反射膜，该反射膜由三层膜构成，从内向外依次为基层、中间反射层、顶层；基层是提高反射层的附着力和形成良好的膜层基底，中间层是高效的反射材料制成，顶层是增透和保护；

所述的控制器采用高度集成化的PIC微控制芯片为核心，采用实时电压跌落检测技术对供电电源进行监测；控制芯片PIC具备片内上电复位 POR、欠压复位BOR 逻辑、低功耗模式即休眠、内部 RC 振荡器、在线串行编程；芯片内集成了10BIT的A/D转换器，完成高精度实时电压的A/D转换；控制器具配有抗扰动自恢复程序和自维持电源电路，为系统电源切换时的短暂断电提供连续工作保障。

有益效果：

1.本发明实现了对电池组电压、电池组电流、单体电池电压、电池组或单体电池温度、电池组或单体电池内阻的实时测量；本产品的电池组采用间歇式充电方法，电池组能够按预充、恒流、恒压三个阶段自动进行。

本发明具有自动充放电功能，具备过放、过充、过流、保温功能，保证了电池组充放电过程安全可靠，实现了电池中各单体电池容量在充放电过程中保持均衡，有效延长了电池组的使用寿命。

本发明具有精密可靠的充放电控制电路，避免出现上述异常状态，保证了电池组的安全工作。

本发明的灯具壳体采用隔爆型的防爆结构。在满足防爆性能的前提下，灯具的体积做到了小而精；灯具内部装有光学结构、散热结构、温度检测系统。

本发明的光源采用每颗的功率为1W大功率LED白光光源，芯片采用美国cree公司的芯片，封装后能够有效地提高芯片的光效、散热性能；特制的铝基板提高了光源的即时导热性能，采用国内先进的自动化焊接技术，进一步提高了光源与铝基板之间的热传导能力，保证了LED光源的光效维持率；应用到产品上的LED光源光效可以达到120Lm/W，在目前国内市场上商品化的LED灯珠中处于领先的地位。

本发明LED光源发出的光能有效地充分利用起来，利用反射罩将LED光源投射到需要照明的表面上；高效节能矿用隔爆型LED泛光灯的反射罩是使用三维设计软件solidworks进行造型设计的，它能够把LED发出的光形成矩形的光分布，充分适合煤矿巷道的狭长特点；反射罩有良好的反射效果，反射率高，可以达到96%以上，而且在可见光波长范围内反射率几乎不随波长的变化而改变；不会造成LED光源光色的改变。

本发明的整个灯具是由多颗LED光源构成并排列，既能够达到均匀的照明效果，避免黑斑现象；又能够达到好的散热效果；提高光的维持率。

本发明的反射罩是由反射罩面型、多层高效反射膜制成的，再经过合理的排布，就形成了灯具的优秀的光学结构，灯具的光效可以达到85%以上；而且光分布科学合理，既有工作面的高亮度，又有整个空间的适宜亮度，避免的局部高亮度造成的眩光。

本发明灯具的散热结构包括三个方面，一个是灯珠与铝基板之间的热传导，二个是铝基板与散热器之间的热传导，三是散热器与壳体之间的热传导；灯珠与铝基板采用国内先进的自动化焊接技术，保证了灯珠与铝基板之间有效接触，保证了散热；采用波浪形散热器有效增加了散热面积，保证了铝基板与散热器之间的散热性能；散热器与壳体充分接触，把热量传导到空间；保证了整体的热传导；使芯片在规定的温度范围内工作，维持高光效。

本发明的驱动控制部分是按照照明光源的选型和结构型设计，LED的驱动设计是采用串并联结合的电路拓扑结构；并在此基础上对每一路LED进行恒流控制，以保持每颗LED都运行在良好的工作状态下；LED阵列结构才采用3×4（12瓦）形式；每路独立的恒流控制，为照明光源的可靠运行提供了有效的保证；同时，四路并联结构，也为整灯的可靠性提供了有效的支持；恒流控制电路采用降压BUCK电路技术，更加有效地提高了电路的运行效率。

附图说明：

附图1为本产品的主视图。

附图2是附图1的侧视图。

附图3是附图1的后视图。

附图4是附图2的剖视图。

附图5是附图1中防爆面的结构图。

具体实施方式：

实施例1：

一种矿用不间断直流电源照明系统,其组成包括：具有隔爆面1的箱体2，所述的箱体内装有控制器3和电池组4，所述的控制器具有具有控制芯片的中央处理器5，所述的中央处理器连接充电单元6、均衡单元7、数据采集单元8、数据处理单元9、控制与管理单元10、记录显示报警单元11，所述的控制器连接HY接线腔12、电池组和LED照明系统。

实施例2：

实施例1所述的矿用不间断直流电源照明系统,所述的箱体一端具有引入连接件13，所述的箱体前面左半部分具有控制箱盖14，所述的箱体前面右半部分具有电池腔盖15，所述的箱体后面右半部分具有HY接线腔盖，所述的隔爆面连接接地装配16。

实施例3：

实施例1或2所述的矿用不间断直流电源照明系统,所述的电池腔盖上具有防爆标志牌、放电警告牌、标志牌，所述的控制箱盖与所述的HY接线腔盖上均具有警告牌；所述的控制箱盖、所述的HY接线腔盖、所述的电池腔盖与所述的箱体之间通过螺栓17和弹簧垫圈18连接。

实施例4：

实施例1所述的矿用不间断直流电源照明系统,所述的LED照明系统包括带有反射罩或透镜的隔爆壳体，所述的隔爆壳体连接一组大功率LED光源和波浪形散热器，所述的波浪形散热器连接铝基板，所述的大功率LED光源的灯珠连接铝基板。

实施例5：

上述的矿用不间断直流电源照明系统,控制器采用高度集成化的PIC微控制芯片为核心，采用实时电压跌落检测技术对供电电源进行监测；控制芯片PIC具备片内上电复位 POR、欠压复位BOR 逻辑、低功耗模式即休眠、内部 RC 振荡器、在线串行编程；芯片内集成了10BIT的A/D转换器，可完成高精度实时电压的A/D转换；控制器具配有抗扰动自恢复程序和自维持电源电路，为系统电源切换时的短暂断电提供连续工作保障。

实施例6：

上述的矿用不间断直流电源照明系统,上述所用反射罩的加工工艺采用目前先进的真空镀膜技术；即在PC材料上真空镀制高效反射膜，该反射膜由三层膜构成，从内向外依次为基层、中间反射层、顶层；基层是提高反射层的附着力和形成良好的膜层基底，中间层是高效的反射材料制成，顶层是增透和保护。

实施例7：     

上述实施例所述的矿用不间断直流电源照明系统, 该系统由矿用LED泛光灯或矿用LED投光灯、矿用LED安全指示标志灯、不间断直流供电电源组成。

使用专业的照明设计软件photopia进行光度分析；然后进行试制，根据实际配光情况再进行修改。多次经过造型→分析→试制→修改的过程后，确定的面型结构。

所述的矿用不间断直流电源照明系统,煤矿井下不间断LED安全指示系统；基本特性：

防爆类别：隔爆型

防爆标志：Exd[ib]I

额定功率：3W

额定电压：DC24V 

应急时间：≥96小时防护等级：IP54、IP65 防腐等级：WF1 要求：在应急状态下，除正常光亮指示外，尚有微光慢速闪烁。

Claims (1)

1.一种矿用不间断直流电源照明系统，其组成包括：具有隔爆面的箱体，其特征是：所述的箱体内装有控制器和电池组，所述的控制器具有具有控制芯片的中央处理器，所述的中央处理器连接充电单元、均衡单元、数据采集单元、数据处理单元、控制与管理单元、记录显示报警单元，所述的控制器连接HY接线腔、电池组和LED照明系统；

所述的箱体一端具有引入连接件，所述的箱体前面左半部分具有控制箱盖，所述的箱体前面右半部分具有电池腔盖，所述的箱体后面右半部分具有HY接线腔盖，所述的隔爆面连接接地装配；

所述的LED照明系统包括带有反射罩或透镜的隔爆壳体，所述的隔爆壳体连接一组大功率LED光源和波浪形散热器，所述的波浪形散热器连接铝基板，所述的大功率LED光源的灯珠连接铝基板；

上述所用照明系统的反射罩是在PC材料上真空镀制高效反射膜，该反射膜由三层膜构成，从内向外依次为基层、中间反射层、顶层；基层是提高反射层的附着力和形成良好的膜层基底，中间层是高效的反射材料制成，顶层是增透和保护；

所述的控制器采用高度集成化的PIC微控制芯片为核心，采用实时电压跌落检测技术对供电电源进行监测；控制芯片PIC具备片内上电复位 POR、欠压复位BOR 逻辑、低功耗模式即休眠、内部 RC 振荡器、在线串行编程；芯片内集成了10BIT的A/D转换器，完成高精度实时电压的A/D转换；控制器具配有抗扰动自恢复程序和自维持电源电路，为系统电源切换时的短暂断电提供连续工作保障。