淺析本安型鋰離子led 礦燈

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1、淺析本安型鋰離子LED礦燈潘蕊曹岳苗一飛西安重裝渭南光電科技有限公司陜西渭南714000【文章】通過對礦燈現狀的分析及新標準的學習,了解本質安全型鋰離子LED礦燈，介紹了鋰離子電池組、LED光源的特點以及應用在本安型礦燈上需要改進的事項，進而明確新標準對本安型礦燈性能的特殊要求，以便本安型礦燈的研發(fā)設計。【關鍵詞】本安型；鋰離子電池；LED1礦燈的現狀分析1.1新標準的執(zhí)行為進一步的保障我國礦燈使用的安全性和質量，從而最大限度的減少安全隱患，我國相關機構先后制定了統(tǒng)一的國家標準和行業(yè)的標準。如我國相繼頒布和執(zhí)行的GB7957-1987

2、《礦用安全帽燈》、GB7957—2003《礦燈安全性能通用要求》、MT26《KS型礦燈》煤炭行業(yè)標準、MT242《KJ型礦山》煤炭行業(yè)標準、MT927—2004《KL型礦燈》煤炭行業(yè)標準等，都對我國煤炭安全進行了進一步的規(guī)范。最新的礦燈標準MT1162.1～4-2011《礦燈第1部分：通用要求》、《礦燈第2部分：KS型礦燈》、《礦燈第3部分：KJ型礦燈》和《礦燈第4部分：KL型礦燈》標準已于2012年5月31日起實施。1.2國內外礦燈現狀目前，我國煤礦使用的礦燈按照所使用蓄電池的性質劃分主要有KS型礦燈(酸性礦燈)、KJ型礦燈（堿性礦

3、燈）和KL型礦燈（鋰電池礦燈）；也可以分為KS型礦燈、KJ型礦燈、KL型礦燈、信息礦燈、甲烷報警礦燈；礦燈光源多采用LED半導體發(fā)光二極管。在國外，英美等國的煤礦目前基本使用免維護鉛酸蓄電池礦燈，德國、俄羅斯、日本等國有的煤礦使用免維護的堿性蓄電池礦燈；在光源方面，采用雙燈絲或雙光源結構，有的采用溴鎢燈泡，也有的應用LED光源[1]。通過對瓦斯爆炸礦難事故的調查和統(tǒng)計得知，有相當部分的礦難是由礦工隨身攜帶使用的礦燈引起的，其礦燈失爆的原因，主要是主要零部件燈頭、電纜和電池等部件未能從根本上解決失爆問題，未能達到本質安全性能要求。2LE

4、D光源和鋰離子電池2.1LED光源LED光源具有較高的防爆安全性，其采用低電壓條件下的離子阱發(fā)光技術，工作時的溫度釋放非常低。光源器件采用完全封閉的封裝形式，無論何時都不會把光源內部的電極直接裸露在外界環(huán)境中，從根本上杜絕了可能引燃易燃易爆氣體的危險。LED光源是一種新的技術類型,在顯現獨特優(yōu)點的同時,也提出了必須相伴的附加條件：LED光源要求有較為嚴格的恒流供電和溫度控制條件。另外，由于LED器件技術條件的限制，在選用LED時色溫比較理想范圍為5500K左右。2.2鋰離子電池鋰離子電池體積小、重量輕、能量比高、自放電電流小、無記憶效

5、應、無環(huán)境污染和成本低等優(yōu)點。3本安型LED礦燈本安型防爆保護措施主要是限制電路中的電壓、電流和最大功率，本安型LED礦燈的核心就是限制輸出電流和能量，避免點燃可燃性氣體。如圖1就是本安型LED礦燈的基本原理框圖。根據最新的礦燈標準MT1162-2011和檢測機構對產品的要求，對于本安型礦燈提出了以下幾點要求：（1）保護級別：一般要求Ma級，即滿足“ia”要求，防爆等級也就是Exia；（2）保護方式：一般采用保護器、保護板、PTC（或PTC、限流電阻）的方式組成本安保護裝置，已滿足安全性能；（3）電池組膠封：宜使用無腐蝕性軟膠的預膠封

6、方式，膠封厚度不小于3mm，但電池泄氣閥不膠封，即保證由上蓋、電池槽等構成的殼體內壓力不超于30kPa；（4）充電電路：由于本安保護增加了約0.5Ω的阻值，因而應該變充電參數或方式以保證充電時間不超過10h。3.1本安參數的估算根據本安型礦燈要求電池輸出最大電壓和瞬態(tài)電流乘積不超過33ARGIN:0cm0cm0pt"class=Pa4>3.2本安電路中對鋰電池的要求為避免產生爆炸等問題，對其中的鋰電池也做出了進一步的規(guī)范：首先，其輸出端方面要加合適的限流電阻，一筆保證其輸出為本安的特性；其次，采用2個阻塞的二極管作為其限流的電阻，以此

7、確保其電流回流回鋰電池當中；再次則是在本安電路設計中存在可以產生輔助電流的倒極性電源,可在限流電阻和阻塞二極管后面的鋰電池輸出端再連接2個并聯二極管用來分流。根據MT1162.4-2011中6.4要求鋰離子蓄電池性能按MT/T1051-2007的規(guī)定進行試驗，但是如果礦燈制造商提供的鋰離子蓄電池性能檢驗報告符合要求，可以不進行試驗。即就是KL型礦燈鋰離子蓄電池應符合MT/T1051-2007標準，并提供有關檢驗機構的檢驗報告，報告的簽發(fā)日期于提交申請日期不超過3年，其申報企業(yè)提供滿足MT/T1051中七項安全性能的本批次電池的入場檢驗

8、報告。3.3LED光源在新的礦燈標準MT1162.1-2011通用要求中，對礦燈的光源組件做出了明確的規(guī)定：主光源和輔助光源使用的LED光源應符合MT/T1092的要求。通用要求中也對發(fā)光強度進行規(guī)范：在有效工作時間結束