CN2829280Y

CN2829280Y - 矿灯的电路装置

Info

Publication number: CN2829280Y
Application number: CN200520130432.0U
Authority: CN
Inventors: 胡家琪; 骆锦嘉; 边树仁
Original assignee: YIHAO SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd LEQING
Current assignee: Erdos Rongtai Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2015-11-04

Abstract

本实用新型涉及一种矿灯的电路装置，具有电池及充电保护电路、与电池及充电保护电路相连的放电控制电路和与放电控制电路相连的LED电路。放电控制电路具有恒流驱动电路、电源电压监测电路和程序控制电路。电源电压监测电路的电压监测信号输出端接程序控制电路的电压监测信号输入端，程序控制电路的控制信号输出端接恒流驱动电路的控制信号输入端；通过程序控制电路的按钮控制端可控制LED电路的工作状态。采用本实用新型电路装置的矿灯安全性高且在电池电压过低时仍能应急使用。

Description

矿灯的电路装置

技术领域

本实用新型涉及一种可用于矿井、隧道或野外环境的矿灯的电路装置。

背景技术

目前国内所用的矿灯的开启和关闭多采用接触式开关。而开关触点与矿灯外部空间难以做到完全隔绝，从而给矿下作业的安全带来隐患。另外，矿灯所用的电池随着放电时间的延长，其输出的电压、电流都会下降，容易存在电池放电初期与后期的发光亮度差异较大现象，影响了正常使用。

中国专利申请200420002227.1公开了一种自带充放电控制与保护系统的半导体照明矿用帽灯，该申请的矿用帽灯具有充放电控制电路和过充电、过放电、短路保护电路。该申请的不足之处在于：在使用过程中当电池电压下降到某设定值时，保护电路就切断了电池对负载的供电。若此时发生紧急情况而临时需要照明时，由于保护电路的存在而不能打开矿灯，从而给应急使用带来困难。另外，该申请的充电端口没有采取充电插座保护措施，所采用的开关为接触式开关，这些都能导致矿灯在使用时容易产生电火花，从而给矿下的安全生产带来隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种在使用中即使电池电压过低时仍能应急使用且安全性较高的矿灯的电路装置。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：本矿灯的电路装置具有电池及充电保护电路、放电控制电路和LED电路；电池及充电保护电路具有电源输出端和充电输入端；放电控制电路具有电源端、电流输出端和电流输入端；LED电路具有电流输入端和电流输出端；电池及充电保护电路的电源输出端接放电控制电路的电源端；放电控制电路的电流输出端接LED电路的电流输入端；LED电路的电流输出端接放电控制电路的电流输入端；其结构特点是：放电控制电路还具有按钮控制端；放电控制电路包括恒流驱动电路、电源电压监测电路和程序控制电路；恒流驱动电路具有电源端、控制信号输入端、恒流控制输出端和恒流控制输入端；电源电压监测电路具有电源端和电压监测信号输出端；程序控制电路具有电源端、电压监测信号输入端、按钮控制端和控制信号输出端；恒流驱动电路、电源电压监测电路和程序控制电路的电源端共线、该共线的电源端即为放电控制电路的电源端；恒流驱动电路的恒流控制输出端即为放电控制电路的电流输出端；恒流驱动电路的恒流控制输入端即为放电控制电路的电流输入端；电源电压监测电路的电压监测信号输出端接程序控制电路的电压监测信号输入端；程序控制电路的按钮控制端即为放电控制电路的按钮控制端；程序控制电路的控制信号输出端接恒流驱动电路的控制信号输入端。

上述恒流驱动电路包括第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路；程序控制电路的控制信号输出端有两个端口；LED电路包括第一LED电路和第二LED电路；第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路均具有电源端、控制信号输入端、恒流控制输出端和恒流控制输入端；第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路的电源端、恒流控制输出端、恒流控制输入端分别组成恒流驱动电路的电源端、恒流控制输出端、恒流控制输入端；第一LED电路和第二LED电路的电流输入端和电流输出端分别组成LED电路的电流输入端和电流输出端；程序控制电路的控制信号输出端的一个端口与第一恒流驱动电路的控制信号输入端相连，另一个端口与第二恒流驱动电路的控制信号输入端相连；第一恒流驱动电路的恒流控制输出端和恒流控制输入端分别与第一LED电路的电流输入端和电流输出端相连；第二恒流驱动电路的恒流控制输出端和恒流控制输入端分别与第二LED电路的电流输入端和电流输出端相连。

上述放电控制电路还具有充电信号输入端，程序控制电路还具有充电信号输入端，程序控制电路的充电信号输入端即为放电控制电路的充电信号输入端；电池及充电保护电路还具有充电信号输出端；电池及充电保护电路的充电信号输出端与程序控制电路的充电信号输入端相连。

上述电池及充电保护电路包括外接插座、外接插座隔离电路、锂电池和电池充电保护模块；电池充电保护模块具有电池端、电源输出端和充电端；电池充电保护模块的电源输出端和充电端为同一个端口；电池充电保护模块的电源输出端即为电池及充电保护电路的电源输出端；锂电池与电池充电保护模块的电池端相连；电池充电保护模块的兼做充电端的电源输出端与外接插座隔离电路的一端相连；外接插座隔离电路的另一端与外接插座相连；外接插座作为电池及充电保护电路的充电输入端的端口器件。外接插座隔离电路可选为二极管。

上述程序控制电路包括程序控制器和密闭式磁感应开关，密闭式磁感应开关作为程序控制电路的按钮控制端的端口器件，该端口器件在使用中可控制LED电路工作在正常工作状态或关机状态；或用于当电池及充电保护电路的输出电压不足时，使LED电路中仅第一LED电路发光，即工作在应急状态。

上述电源电压监测电路采用比较器电路，用于监测电源电压状态。

上述电池及充电保护电路的电源输出端与放电控制电路的电源端之间还串接有自恢复保险丝。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术，具有以下积极效果：(1)本实用新型的矿灯的电路装置使用时应设置在一密闭矿灯壳体中，使用者通过对其中的程序控制电路的按钮控制端的操作使矿灯电路装置工作在正常工作状态、应急状态或关机状态。在使用过程中当电池电压下降到某设定值时，为保护电池，程序控制电路使LED电路停止发光而关机。若此时发生紧急情况而临时需要照明时，使用者可通过程序控制电路使LED电路工作在应急状态。(2)本实用新型在其电池及充电保护电路中设置外接插座隔离电路后，当矿灯电路装置处于非充电状态时，使密闭设置在矿灯壳体上的充电插座与内部电路隔断，提高了安全性。(3)本实用新型的电源电压监测电路可采用比较器电路，该电路结构简单、成本低廉。(4)本实用新型可在电池及充电保护电路的电源输出端与放电控制电路的电源端之间串接自恢复保险丝，该自恢复保险丝能在电池放电电流过大时断开，进一步保护了电池。(5)本实用新型可通过密闭设置在矿灯壳体上的磁感应开关对矿灯的工作状态进行控制，解决了因采用传统接触式开关存在的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型的矿灯电路装置的一种电路框图。

图2为与图1的电路框图相对应的一种电路原理图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的LED矿灯的电路装置具有电池及充电保护电路1、放电控制电路2和LED电路3。电池及充电保护电路1具有电源输出端、充电输入端和充电信号输出端；放电控制电路2具有电源端、电流输出端、电流输入端、按钮控制端和充电信号输入端；LED电路3具有电流输入端和电流输出端。电池及充电保护电路1的电源输出端接放电控制电路2的电源端；电池及充电保护电路1的充电信号输出端接放电控制电路2的充电信号输入端；放电控制电路2的电流输出端接LED电路3的电流输入端；LED电路3的电流输出端接放电控制电路2的电流输入端。

见图2，电池及充电保护电路1包括外接插座CZ、外接插座隔离电路11、锂聚合物电池BT和电池充电保护模块IC1。外接插座CZ作为电池及充电保护电路1的充电输入端的端口器件；外接插座隔离电路11为二极管VD1；电池充电保护模块IC1的型号为AIC1811D。锂聚合物电池BT的正极和负极分别接电池充电保护模块IC1的BT+端和BT-端，二极管VD1的阳极接外接插座CZ的正极，二极管VD1的阴极接电池充电保护模块IC1的兼做充电端和电源输出端的P+端。电池充电保护模块IC1的P+端即为电池及充电保护电路1的电源输出端。电池充电保护模块IC1的P-端和外接插座CZ的负极均接地。若要对上述锂聚合物电池BT进行充电，则在本电路装置的外接插座CZ上接入充电电源，充电电源的电流依次流过外接插座CZ、二极管VD1和电池充电保护模块IC1后而对锂聚合物电池BT(简称锂电池)进行充电，当充电电流过高或电池电压已超过最大允许值时，电池充电保护模块IC1将切断充电回路。

见图1及图2，放电控制电路2包括恒流驱动电路21、电源电压监测电路22和程序控制电路23。

恒流驱动电路21具有电源端、控制信号输入端、恒流控制输出端和恒流控制输入端。恒流驱动电路21包括第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路。第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路均具有电源端、控制信号输入端、恒流控制输出端和恒流控制输入端；第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路的电源端共同组成恒流驱动电路21的电源端；第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路的控制信号输入端共同组成恒流驱动电路21的控制信号输入端；第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路的恒流控制输出端共同组成恒流驱动电路21的恒流控制输出端；第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路的恒流控制输入端同组成恒流驱动电路21的恒流控制输入端。电源电压监测电路22具有电源端和电压监测信号输出端；程序控制电路23具有电源端、电压监测信号输入端、按钮控制端、控制信号输出端和充电信号输入端。

恒流驱动电路21的电源端、电源电压监测电路22的电源端和程序控制电路23的电源端共线、该共线的电源端即为放电控制电路2的电源端；恒流驱动电路21的恒流控制输出端即为放电控制电路2的电流输出端；恒流驱动电路21的恒流控制输入端即为放电控制电路2的电流输入端。电源电压监测电路22的电压监测信号输出端接程序控制电路23的电压监测信号输入端。程序控制电路23的按钮控制端即为放电控制电路2的按钮控制端；程序控制电路23的充电信号输入端即为放电控制电路2的充电信号输入端；程序控制电路23的控制信号输出端有两个端口，一个端口与第一恒流驱动电路21的控制信号输入端相连，另一个端口与第二恒流驱动电路的控制信号输入端相连。

见图2，恒流驱动电路21的第一恒流驱动电路由标号为IC3的恒流驱动模块LTC3216、电容C3、C4、C5和电阻R7、R8、R9组成；第二恒流驱动电路由标号为IC4的恒流驱动模块LTC3216、电容C6、C7、C8和电阻R10、R11、R12组成。恒流驱动模块LTC3216的Vin端、En1端、CPO端、Iled端即为所述相应恒流驱动电路的电源端、控制信号输入端、恒流控制输出端、恒流控制输入端。电源电压监测电路22由标号为IC5A的比较器LM358、电位器RP1、电阻R3、R4、R5、二极管VD2组成。IC5A的输出端即为电源电压监测电路22的电压监测信号输出端。程序控制电路23由标号为IC2的程序控制器53A1P、电阻R6、电容C2、密闭式磁感应开关S1组成。IC2的GP0端为程序控制电路23的电压监测信号输入端，IC2的GP4端为按钮控制信号输入端，IC2的GP1端和GP2端为程序控制电路23的控制信号输出端的两个端口。密闭式磁感应开关S1一端接地，另一端接IC2的GP4端；密闭式磁感应开关S1作为程序控制电路23的按钮控制端的端口器件。

仍见图2，LED电路3具有第一LED电路和第二LED电路。第一LED电路和第二LED电路均具有电流输入端和电流输出端；第一LED电路和第二LED电路的电流输入端共同组成LED电路3的电流输入端；第一LED电路和第二LED电路的电流输出端共同组成LED电路3的电流输出端。第一LED电路和第二LED电路分别由3只超高亮发光二极管并联而成。第一LED电路中的3只超高亮发光二极管的阳极共线而共同组成第一LED电路的电流输入端，该共线端接IC3的CPO端；它们的阴极共线而共同组成第一LED电路的电流输出端，该共线端接IC3的Iled端。第二LED电路中的3只超高亮发光二极管的阳极共线而共同组成第二LED电路的电流输入端，该共线端接IC4的CPO端；它们的阴极共线而共同组成第一LED电路的电流输出端，该共线端接IC4的Iled端。

上述电路装置设置在相应的密封型矿灯外壳中即可使用。使用中，根据外界对矿灯电路装置的不同的控制，而使其工作于不同的状态。

当首次触摸程序控制电路23的密闭式磁感应开关S1时，程序控制电路23的程序控制器IC2的GP4端接收到由高电平变为低电平再由低电平变为高电平的第一脉冲信号，程序控制器IC2进入初始状态。此时，程序控制器IC2的GP1端和GP2端同时输出高电平作为开启信号，控制恒流驱动电路21的恒流驱动模块IC3和恒流驱动模块IC4同时进入工作状态，从而电池BT的电流依次经过电池及充电保护电路1的电池充电保护模块IC1和自恢复保险丝F1后进入恒流驱动电路21的恒流驱动模块IC3和恒流驱动模块IC4，并由恒流驱动模块IC3和恒流驱动模块IC4以恒流形式在各自的CPO端分别向LED电路3中的第一LED电路和第二LED电路供电。第一LED电路和第二LED电路中的超高亮发光二极管均被点亮，此时矿灯电路装置处于正常工作状态。

在矿灯电路装置处于正常工作状态下，若触摸磁感应开关S1，程序控制电路23的程序控制器IC2的GP1端和GP2端则同时输出低电平的关断信号，从而禁止恒流驱动电路21的恒流驱动模块IC3和恒流驱动模块IC4在各自的CPO端输出电流，此时第一LED电路和第二LED电路3的供电回路被切断，其中的超高亮发光二极管熄灭。矿灯电路装置处于关机状态。当矿灯电路装置处于关机状态时，程序控制器IC2处于休眠节能状态。

当矿灯电路装置处于正常工作状态而出现锂电池BT的输出电压过低的情况时，电源电压监测电路22的比较器IC5A输出欠压信号至程序控制电路23的程序控制器IC2的GP0端，程序控制器IC2的GP1端、GP2端则输出低电平作为关断信号，从而禁止恒流驱动电路21的恒流驱动模块IC3和恒流驱动模块IC4在各自的输出端CPO输出电流。此时第一LED电路和第二LED电路的供电回路被切断，其中的超高亮发光二极管熄灭。矿灯电路装置进入欠电压状态。

当矿灯电路装置处于欠电压状态时，若再次触摸磁感应开关S1，则程序控制电路23的程序控制器IC2在其GP1端输出高电平、在其GP2输出低电平，从而使控制恒流驱动电路21的恒流驱动模块IC3在其CPO端输出电流，同时禁止恒流驱动模块IC4在其CPO端输出电流。此时仅第一LED电路的超高亮发光二极管(LED Group1)发光。矿灯电路装置处于应急工作状态。

当矿灯电路装置处于应急工作状态时，若再次触摸磁感应开关S1，则程序控制电路23的程序控制器IC2的GP1端输出低电平、GP2端保持输出低电平的状态不变，第一LED电路的超高亮发光二极管熄灭。矿灯电路装置进入关机状态。

当在充电插座CZ接入充电电源，则矿灯电路装置进入充电状态，且不论矿灯电路装置在将充电电源接入充电插座CZ前处于何种状态，程序控制电路23的程序控制器IC2由其GP5监测到充电电压后，都使其控制信号输出端GP1端和GP2端处于输出低电平的状态，从而使LED电路3的各只超高亮发光二极管均处于熄灭状态；由外接的充电电源通过电池充电保护模块IC1对锂电池BT进行充电。当电池充电保护模块IC1检测到锂电池BT的电压达到4.35伏时，则停止对锂电池BT的充电。一般情况下，可以在保持充电电源接入充电插座8小时后拔出充电插头。此时，通过对磁感应开关S1的触摸，即可使矿灯电路装置进入正常工作状态。

当矿灯电路装置处于充电状态时，即使触摸磁感应开关S1，程序控制电路23的程序控制器IC2也不使其输出状态发生变化，程序控制器IC2的GP1端、GP2端仍保持输出低电平的状态，一直到拔出充电插头后，才能通过触摸磁感应开关S1来对矿灯电路装置的状态进行控制。

Claims

1、一种矿灯的电路装置，具有电池及充电保护电路(1)、放电控制电路(2)和LED电路(3)；电池及充电保护电路(1)具有电源输出端和充电输入端；放电控制电路(2)具有电源端、电流输出端和电流输入端；LED电路(3)具有电流输入端和电流输出端；电池及充电保护电路(1)的电源输出端接放电控制电路(2)的电源端；放电控制电路(2)的电流输出端接LED电路(3)的电流输入端；LED电路(3)的电流输出端接放电控制电路(2)的电流输入端；其特征在于：放电控制电路(2)还具有按钮控制端；放电控制电路(2)包括恒流驱动电路(21)、电源电压监测电路(22)和程序控制电路(23)；恒流驱动电路(21)具有电源端、控制信号输入端、恒流控制输出端和恒流控制输入端；电源电压监测电路(22)具有电源端和电压监测信号输出端；程序控制电路(23)具有电源端、电压监测信号输入端、按钮控制端和控制信号输出端；恒流驱动电路(21)、电源电压监测电路(22)和程序控制电路(23)的电源端共线、该共线的电源端即为放电控制电路(2)的电源端；恒流驱动电路(21)的恒流控制输出端即为放电控制电路(2)的电流输出端；恒流驱动电路(21)的恒流控制输入端即为放电控制电路(2)的电流输入端；电源电压监测电路(22)的电压监测信号输出端接程序控制电路(23)的电压监测信号输入端；程序控制电路(23)的按钮控制端即为放电控制电路2的按钮控制端；程序控制电路(23)的控制信号输出端接恒流驱动电路(21)的控制信号输入端。

2、根据权利要求1所述的矿灯的电路装置，其特征在于：恒流驱动电路(21)包括第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路；程序控制电路(23)的控制信号输出端有两个端口；LED电路(3)包括第一LED电路和第二LED电路；第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路均具有电源端、控制信号输入端、恒流控制输出端和恒流控制输入端；第一恒流驱动电路和第二恒流驱动电路的电源端、恒流控制输出端、恒流控制输入端分别组成恒流驱动电路(21)的电源端、恒流控制输出端、恒流控制输入端；第一LED电路和第二LED电路的电流输入端和电流输出端分别组成LED电路(3)的电流输入端和电流输出端；程序控制电路(23)的控制信号输出端的一个端口与第一恒流驱动电路(21)的控制信号输入端相连，另一个端口与第二恒流驱动电路的控制信号输入端相连；第一恒流驱动电路的恒流控制输出端和恒流控制输入端分别与第一LED电路的电流输入端和电流输出端相连；第二恒流驱动电路的恒流控制输出端和恒流控制输入端分别与第二LED电路的电流输入端和电流输出端相连。

3、根据权利要求1所述的矿灯的电路装置，其特征在于：放电控制电路(2)还具有充电信号输入端，程序控制电路(23)还具有充电信号输入端，程序控制电路(23)的充电信号输入端即为放电控制电路(2)的充电信号输入端；电池及充电保护电路(1)还具有充电信号输出端；电池及充电保护电路(1)的充电信号输出端与程序控制电路(23)的充电信号输入端相连。

4、根据权利要求1所述的矿灯的电路装置，其特征在于：电池及充电保护电路(1)包括外接插座、外接插座隔离电路(11)、锂电池和电池充电保护模块；电池充电保护模块具有电池端、电源输出端和充电端；电池充电保护模块的电源输出端和充电端为同一个端口；电池充电保护模块的电源输出端即为电池及充电保护电路(1)的电源输出端；锂电池与电池充电保护模块的电池端相连；电池充电保护模块的兼做充电端的电源输出端与外接插座隔离电路(11)的一端相连；外接插座隔离电路(11)的另一端与外接插座相连；外接插座作为电池及充电保护电路(1)的充电输入端的端口器件。

5、根据权利要求4所述的矿灯的电路装置，其特征在于：外接插座隔离电路(11)为二极管。

6、根据权利要求2所述的矿灯的电路装置，其特征在于：程序控制电路(23)包括程序控制器和密闭式磁感应开关，密闭式磁感应开关作为程序控制电路(23)的按钮控制端的端口器件，该端口器件在使用中可控制LED电路(3)工作在正常工作状态或关机状态；或用于当电池及充电保护电路(1)的输出电压不足时，使LED电路(3)中仅第一LED电路发光，即工作在应急状态。

7、根据权利要求1所述的矿灯的电路装置，其特征在于：电源电压监测电路(22)采用比较器电路，用于监测电源电压状态。

8、根据权利要求1所述的矿灯的电路装置，其特征在于：电池及充电保护电路(1)的电源输出端与放电控制电路(2)的电源端之间还串接有自恢复保险丝。