煤矿井下照明的光源前后履历了白炽灯、荧光灯、节能灯三个时期。led作为第四代新光源，具有发光效力高、耗电量少、利用寿命长、平安靠得住性强，环保等良好特征。LED照明己经在煤矿平安出产中获得了普遍的利用，并阐扬了不成替换的感化，像LED矿灯、LED巷道灯、LED支架灯等己经获得了普和。因为LED光源的诸多长处，LED光源在煤矿井下也势必有着广漠的利用前景。对煤矿节能，提高平安出产，下降采煤本钱势必具有重年夜意义。

1年夜功率LED作为矿用灯的机能特点发光效力高：LED光源颠末近几十年的成长，发光效力获得了较年夜的晋升。白炽灯、卤钨灯光效为12~24mw，荧光灯50~70m/W年夜部门的耗电酿成热量消耗。LED的光效现己可到达90~200m/W并且其华体会体育app光的单色性好、光谱窄，无需过滤便可直接发出有色可见光。

耗电量少，节能：LED小电流驱动，低电压工作。在一样照明结果的环境下，耗电量是白炽灯胆的十分之一，荧光灯管的二分之一。因为煤矿井下是持久延续照明，其节能结果将加倍凸起。

吏用寿命长，毕生免保护：采取LED光源的灯具体积小、重量轻。LED光源环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不容易破裂。平均寿命达100000hLED灯具设计公道的话其利用寿命可达51年，极年夜地下降了灯具的保护费用，避免在井下常常换灯要拉闸停电等一系列的麻烦。

平安靠得住，便在实现本安化设计：LED发烧量低，无热辐射性，低电压工作，为寒光源，整灯的工作温度低，本安电路设计简单矫捷。）体积和功率均小，灯具设计矫捷多样：采取分歧种类的LED光源可以设计成各类工况下利用的防爆灯具。

（6色柔和，无眩光，配光轻易：LED封装时可以做成色温分歧的色彩，色温可以按照用户要求在4 0007000K之间矫捷选择。LED显色指数可达80以上，灯具发光色彩更接近在天然光。

（7）前期投资较年夜：受封装手艺和工艺的限制，LED光源价钱今朝较贵，可是用其利用一年时候的节能收回光源的投资，从而可以取得35年中每一年几倍的节能净收益。

2年夜功率LED在矿用灯具设计的手艺问题因为LED照明是新兴财产，煤矿用户和年夜大都出产厂家对LED利用手艺缺少足够的熟悉，今朝LED防爆灯具也是良莠不齐，有些灯具只是将LED光源以简单拼集的体例安装到防爆壳体上，没有从LED光源的流明保持率上斟酌更多，从而致使灯具的真正寿命远没有光源所许诺的时候那末久，有的利用不到1年光衰就低在50%乃至死灯。从今朝已利用的诸多LED防爆灯具的利用测试和阐发，年夜功率LED防爆灯具除解决好防爆机能外，要想真正做到灯具的长命命，就必需在灯具设计时，解决好散热和电源驱动这2个首要手艺难点。这也是灯具制造企业和煤矿用户配合关心的要害问题。

21LED防爆灯具要有较好的散热布局因为LED的发光效力跟着LED温度的升高而降落，所以散热是LED防爆灯具可否长命的要害身分之一。LED防爆灯具光效高、发烧量年夜，要在密闭的防爆腔中工作，而且井下的利用情况自己比力刻薄，假如散热不良会直接致使LED快速老化，不变性下降，所以LED灯具要具有好的散热布局，一般*可行的方式是将防爆灯具的壳体作为散热的主要渠道。凡是采取铝合金外壳外面加散热片，操纵空气的天然对流散热。在设计时要求灯具必需有足够的散热概况积。

也有些高级的灯具采取热管散热手艺，结果很好但本钱太高，不适合批量利用。因为井下煤灰粉尘的持久聚积，假如散热片设计太长或过在密集，将会致使散热结果下降一半以上，所以在设计灯具的外壳时应将灯具的散热片设计成流线型且竖直标的目的摆列，如许尽量地避免煤尘的聚积。

2.2LED防爆灯具要有公道的驱动电源LED光源要延续靠得住地工作，必需采取恒流驱动；电路电流的不不变是致使LED光衰和灯具温升的直接缘由。今朝LED恒流驱动设计方案*根基的是操纵线性或开关型DC/DC稳压器连系反馈电路来恒流驱动LED.按照DC/DC稳压器外围电路设计的差别，一般有电感型LED驱动和开关电容型LED驱动两种。电感型升压驱动方案其长处是驱动电流较高，LED的端电压较低、功耗较低、效力连结不变，特殊合用在驱动多只LED.在年夜功率IED灯具设计中，首要采取开关电容型IED驱动方案，其长处是IED两头的电压较高、流过的电流较年夜，从而可以取得较高的功能和光学效力，因此在年夜功率LED驱动中获得了普遍利用。今朝比力抱负的驱动方案有的FWM节制驱动，可以对灯具的亮度进行调理，将使得节能结果加倍凸起，更合适井下分歧场所的现实需要。

对年夜功率LED防爆灯具固然年夜大都厂家都能做到恒流驱动，但常常斟酌本钱身分而简化电路，电路设计时轻易造成冷态上电刹时太高的肇端峰值电压，很有可能将LED击穿或断开；固然也是恒流，但电路故障率较高，今朝发现的有刹时击穿现象，单颗短路击穿和单颗开路击穿，乃至会造成整串灯死灯现象。所以面对复杂的工况，LED防爆灯具在驱动电路设计时必需斟酌解决好以下几个问题。）电源必需具有高靠得住性、高效力驱动，具有高功率因数：LED防爆灯具在井下持久利用，维修很坚苦，靠得住性必需得以包管。高的电源效力，耗费功率天然就小，也就下降了灯具的温升，对延缓LED的光衰能供给同步的辅助感化。

宽规模输入电压，电路要有浪涌庇护：因为井下电压波动较年夜，灯具要能知足在85255V规模内正常工作；LED抗浪涌的能力是比力差的，特殊是抗反向电压能力。这方面的庇护在电路设计时也很主要。因为电网负载的频仍启甩和雷击的感应，从电网系统会侵入各类浪涌，有些浪涌会致使LED的破坏。是以LED驱动电源有按捺浪涌的侵入，庇护LED不被破坏的能力。电源除常规的庇护功能外，*好在恒流输出中增添LED温度负反馈，避免LED温渡过高。

电源要具有其他电气机能；井下情况卑劣，灯具要防水、防潮；驱动电源的设计利用寿命要与LED的寿命相适配；要合适煤矿安规要求。

―2005煤矿用防爆灯具尺度中关在灯具绝缘电阻和工频耐压的测试要求。

3几种年夜功率LED光源在矿用防爆灯具中的公道利用按照煤矿井下工作场合的安插和划分，井下的防爆灯具一般有矿灯、巷道灯、机车灯、支架灯、应急灯、旌旗灯号灯，和一些非凡场合用的泛光灯和投光灯。

但从LED光源的布局特征来看，现利用较多比力不变的也就以下四种方案，下面具体介绍他们在矿用防爆灯具中的利用。

31初期巷道灯所用的小功率支架LED型首要用在井下防爆旌旗灯号灯和初期的巷道灯中，一般采取数十颗支架型小功率Y5Y10白光LED管来做光源，如所示。一般利用了几十到几百颗Y5Y10白光LED点阵式排布，直接插接在PCB板或焊接在铝基板上，电源驱动可以采取电容降压来实现。光学设计上无需斟酌过量，不存在散热问题，灯具布局上也很轻易实现；特别是这类管子国产化水平很高，灯具的本钱比力低，很轻易设计成灯具。但出产工艺复杂、灯具工作的靠得住性差、故障率高、外壳尺寸年夜，所以此刻的巷道灯很少采取这类方案，但用在防爆旌旗灯号灯中结果很抱负。

32仿荧光灯型巷道灯所用的小功率贴片LED型这类光源是对小功率支架型LED的改良，与铝基板条的焊接可采取回流焊，工艺主动化高；做成灯条后整体导热接触充实，导电机能杰出，所以出产效力高，制品率也相对高，如所示。LED贴片体积更小，但功率要比支架LED的年夜很多，所以灯具采取的管子数目要比支架LED型少。灯具的功率一般有10W和20W的规格，驱动电路采取串并联络合的体例，因为受其封装工艺的影响，光源的透光体年夜多采取硅橡胶建造，所以光源的持久不变性和靠得住性不敷抱负。今朝在条型仿荧光灯的巷道灯上利用较多，也可用在防爆支架灯上，因为电流小也易在实现本安化。

33利用较成熟的年夜功率基座（基板）LED型如所示，这是今朝利用*多也*成熟的方案。年夜大都12~ 18W圆形巷道灯都在采取这类方案，如所示。这类LED―般有1W和3W的规格，单颗功率较年夜，利用普遍。

井下一般的巷道高3m摆布，宽4 ~5m灯的安装间距通常是6~8m比力适合，为了到达在其照耀规模内的抱负照明结果，必需经由过程二次光学设计节制灯具的出光角度，使灯具在巷道的长度标的目的出光角度尽量的年夜，一般以160为好，在巷道的宽度标的目的一般只需80~90°便可，如许将LED光源发出的有限光便可全数公道地操纵起来，使灯具发出的光构成一个椭圆型，使灯具在照耀面域内散布平均。一般可采取专门设计的反光罩或如所示的花生型LED专用透镜来进行二次光学处置。

采取这类方案的防爆灯具的电源驱动可以采取开关恒流驱动电路，效力较高，可达80%以上。功率较年夜时电路上可以采取两路串连驱动，如许可以下降总电路的负荷，避免单路驱动时LED管子破坏酿成的电路不不变，从而提高灯具的靠得住性。同时灯具必需要有杰出的散热布局，才能尽量地下降管子自己的光衰，以包管灯具的利用寿命。

用基座型年夜功率LED做光源的防爆灯具其价钱比白炽灯、日光灯、节能灯要高很多，但它的节能结果和寿命比其他灯具也高很多。其一次性投资较高，但持久的节电结果和经济性都长短常可不雅的。因为它轻易实现二次光学设计，所以也可用在井下机车灯、防爆泛光灯（如所示）防爆支架灯和防爆应急灯等复杂的灯具上。

34巷道灯经常使用的多芯片集成型光源多芯片集成型LED光源（如所示）具有怪异的优势：经由过程分歧的串并联组合，可以实现各类分歧的额定电压和电流，更好地顺应驱动电路的设计，提高整体发光效能，下降本钱；单元面积的芯片数可多可少，可以封装成各类分歧的点光源和面光源。

这类防爆灯具出产工艺简单，因为多点发光，二次光学设计的难度年夜。由于一般单颗就可以做到10W乃至到100W，所以对灯具的散热要求也比力刻薄。

灯具设计时矫捷性不年夜，受芯片局限性年夜，但光学系这类管子内部的电路复杂（如所示）因为芯片内部采取4并5串的体例供电，假如此中某一路上的某颗或几颗管子侵害，必将造成全部电路驱动上的不服衡，从而致使电路的负荷加年夜，工作不不变，内部管子破坏后，人眼从外部底子没法发现；第二个缘由就是管子本身的VF值也不平衡，或高或低，如许也很难包管4路上的电流平衡，做不到真实的恒流驱动，除非管子的内部再附加其他的调剂电路才可以或许解决。

基在它的这些不足，所以今朝只能用到圆形的巷道灯上比力适合。

统和灯具布局可以借用老式防爆灯具的外壳，可以节俭前期开辟本钱。

固然这类方案价钱相对较低，工艺简单，但由于它是经由过程封装多个小功率芯片组合而成，数颗LED刹时发生的热量要延续地经由过程壳体导出，对灯具的散热布局要求就很是的刻薄；受防爆灯具本身布局的限制，灯具的散热结果较差，从而为管子的光衰埋下了隐患。

4小结经由过程对今朝几种井下经常使用防爆灯具所用的LED光源的阐发领会，我们熟悉到：年夜功率LED光源作为一种新的光源，固然在井下已获得了普遍的利用，可是仍是存在诸多的手艺困难亟待完全解决。非论采取哪一种光源方案，要使LED防爆灯具可以或许知足井下照明的同时到达井下的防爆要求，此中首要的是在下降灯具本钱的同时，经由过程对灯具的布局设计和光源方案上的优化组合，配以设计公道的恒流驱动电源，使设计出的防爆灯具可以或许真正阐扬LED光源的平安靠得住，长命的优势，为煤矿现代化出产供给平安节能的照明情况。