專利名稱：大功率led礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊。以鋰電池為供電電源，雙路恒流輸出，分別對(duì)礦燈主光源和副光源進(jìn)行恒流供電。
背景技術(shù)：
為了減小礦用帽燈的體積和重量，提高安全和節(jié)省能源，近年來開始采用鋰離子電池為其供電，用LED作為發(fā)光源。目前投放市場(chǎng)上的LED礦燈較多的是以多只LED并聯(lián)，這種實(shí)現(xiàn)方法缺點(diǎn)是為保證礦燈的照度大于10001x光通量應(yīng)不低于251m；采用多只LED并聯(lián)方式時(shí)，由于發(fā)光效率、利用率下降，總光通量總需考慮20％左右的富裕量，浪費(fèi)能源。
不同發(fā)光材料的LED工作電壓也不同，總工作電壓差異較明顯，一旦LED損壞，很難選擇合適的LED，不利于維護(hù)。
采用多只LED并聯(lián)方式時(shí)，LED的光線發(fā)射角度需進(jìn)行復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使礦燈的照明效果下降。雖然采用多只LED并聯(lián)方式生產(chǎn)成本低，適合大面積照明或用于礦燈輔助光源，但從目前產(chǎn)品的實(shí)際照明效果看并不理想，當(dāng)光源電源不足或損壞時(shí)安全性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種雙路恒流輸出的礦燈用功率LED恒流驅(qū)動(dòng)，以鋰電池為供電電源，采用大功率超高亮度LED作為主光源，小功率高亮度LED作為副光源，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種照明時(shí)間長(zhǎng)，安全可靠，節(jié)省能源的礦燈應(yīng)用電路，是針對(duì)當(dāng)前大功率LED在新型礦燈中應(yīng)用專門開發(fā)的恒流電路。
本發(fā)明提供的大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)(參見附圖1)，是由基準(zhǔn)電壓電路1，運(yùn)算放大器2，電流調(diào)整單元4，電流采樣單元5，過電流保護(hù)電路6，運(yùn)算放大器7，電流調(diào)整單元9和電流采樣單元10組成的混合集成電路。
基準(zhǔn)電壓電路1分別與運(yùn)算放大器2和運(yùn)算放大器7的同相輸入端連接；電流采樣單元5接運(yùn)算放大器2的反相輸入端，電流采樣單元10接運(yùn)算放大器7的反相輸入端；運(yùn)算放大器2的輸出端接電流調(diào)整單元4，運(yùn)算放大器7的輸出端接電流調(diào)整單元9，過電流保護(hù)電路6與電流調(diào)整單元4并聯(lián)，通過整個(gè)電路分別對(duì)主光源3和副光源8供電。
本發(fā)明所述的礦燈主光源3采用1W350mA的大功率LED，副光源8采用小功率LED，共用一個(gè)基準(zhǔn)電壓電路1。
本發(fā)明所述的運(yùn)算放大器采用雙運(yùn)算放大器，如358運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器2和運(yùn)算放大器7的反向端分別接電流取樣電路5和電流取樣電路10的正端得到對(duì)應(yīng)主光源3和副光源8所需的恒定電流。
本發(fā)明所述的主光源3所需的恒定電流Ih1由電流調(diào)整單元4和過電流保護(hù)電路6共同輸出。
本發(fā)明所述的主光源3和副光源8的切換工作由開關(guān)T來執(zhí)行。
本發(fā)明達(dá)到的效果本發(fā)明提供的大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊輸出電流恒定，采用亮度高、用電省的大功率LED作光源。滿足大功率LED電流的需要，礦燈采用雙光源形式工作，一但主光源的供電不足可啟用副光源工作，礦燈主光源的工作電流約為350mA，兩端承受的電壓約為3.1-3.3V，由于模塊本生工作電壓比較低，所以電源可以采用4.2V鋰離子電池，由于低壓供電，因此無電弧產(chǎn)生，安全性較好。這種雙路恒流模塊完全適合在鋰電池下工作，起始電壓低，體積很小，成本低，另外，LED是一種新型照明用冷光源，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于白熾燈，和鹵鎢燈相當(dāng)。這種新型光源無玻璃外殼，無燈絲，內(nèi)部不含有害物質(zhì)-汞，因此不會(huì)像日光燈那樣因破損、裂縫、粉碎而污染環(huán)境，增加了礦燈的安全性。


圖1為1W大功率LED礦燈雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)2為1W大功率LED礦燈雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊圖中1為基準(zhǔn)電壓電路，2為運(yùn)算放大器，3為1W大功率LED，4為電流調(diào)整單元，5為電流采樣單元，6為過電流保護(hù)電路，7為運(yùn)算放大器，8為小功率LED，9為電流調(diào)整單元，10為電流采樣單元，T為開關(guān)。
具體的實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的恒流驅(qū)動(dòng)電路作詳細(xì)描述參見附圖1本發(fā)明是用于大功率LED礦燈的恒流驅(qū)動(dòng)模塊，電路原理電池的正接B+-，負(fù)接B-，當(dāng)開關(guān)T打到a處，由基準(zhǔn)電壓電路(1)得到基準(zhǔn)電壓，經(jīng)分壓后，加到運(yùn)放(2)的同相輸入端，電流采樣電路產(chǎn)生一個(gè)采樣電壓加到運(yùn)放的反相輸入端，與基準(zhǔn)電壓比較輸出誤差電壓。誤差電壓經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)電流調(diào)整單元(4)，產(chǎn)生恒定電流Ih1，從而使主光源(3)亮。當(dāng)流過主光源LED的電流發(fā)生變化時(shí)，電流采樣電壓就會(huì)發(fā)生變化，運(yùn)放(2)輸入誤差電壓和運(yùn)放(2)輸出電壓也隨之變化，從而使主光源的電流恒定不變，過電流保護(hù)電路(6)，起到分流的作用，主光源(3)的總電流Ih1是電流調(diào)整單元(4)和過電流保護(hù)電路(6)之和。當(dāng)開關(guān)T打到b處，由基準(zhǔn)電壓電路(1)得到基準(zhǔn)電壓，加到運(yùn)放(7)的同相輸入端，電流采樣電路產(chǎn)生一個(gè)采樣電壓加到運(yùn)放(7)的反相輸入端，與基準(zhǔn)電壓比較輸出誤差電壓。誤差電壓經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)電流調(diào)整單元(9)，產(chǎn)生恒定電流Ih2，從而使副光源(8)亮。當(dāng)流過副光源LED的電流發(fā)生變化時(shí)，電流采樣電壓就會(huì)發(fā)生變化，運(yùn)放(7)輸入誤差電壓和運(yùn)放(7)輸出電壓也隨之變化，從而使副光源的電流恒定不變。為了便于大規(guī)模生產(chǎn)，該驅(qū)動(dòng)電路全部采用貼片封裝元件，進(jìn)一步提高工作可靠性和生產(chǎn)效率。
附圖2具體描述了主光源電流為350mA，副光源電流為25mA時(shí)的恒流驅(qū)動(dòng)電路。
該實(shí)施例達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下1.電池額定電壓V4.22.Ih1為350mA，Ih2為25mA3.電池額定容量Ah44.雙光源5.1W LED6.點(diǎn)燈時(shí)間h≥117.輔助光源25mA8.外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)mm21×10×1.2。
本實(shí)施例大功率LED礦燈的恒流驅(qū)動(dòng)模塊，能夠滿足礦燈要求的半導(dǎo)體照明燈工作電流約350mA左右，僅為目前礦燈用白熾燈泡工作電流的30％～50％，這樣不僅可以節(jié)約70％～50％的電能，更重要的是可以選用容量更小的蓄電池。滿足11小時(shí)照明要求的電池容量用4Ah即可，價(jià)格上的劣勢(shì)得到彌補(bǔ)，這意味給煤礦生產(chǎn)安全帶來嶄新的一頁。
權(quán)利要求
1.一種用于大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊，以鋰電池為供電電源，采用大功率超高亮度LED作為主光源，小功率高亮度LED作為副光源，其恒流驅(qū)動(dòng)電路由基準(zhǔn)電壓電路(1)，運(yùn)算放大器(2)，電流調(diào)整單元(4)，電流采樣單元(5)，過電流保護(hù)電路(6)，運(yùn)算放大器(7)，電流調(diào)整單元(9)，電流采樣單元(10)組成，其特征是基準(zhǔn)電壓電路(1)分別與運(yùn)算放大器(2)和運(yùn)算放大器(7)的同相輸入端連接；電流采樣單元(5)接運(yùn)放放大器(2)的反相輸入端，電流采樣單元(10)接運(yùn)放放大器(7)的反相輸入端；運(yùn)算放大器(2)的輸出端接電流調(diào)整單元(4)，運(yùn)算放大器(7)的輸出端接電流調(diào)整單元(9)，過電流保護(hù)電路(6)與電流調(diào)整單元(4)并聯(lián)，通過整個(gè)電路分別對(duì)主光源(3)和副光源(8)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊，其特征是主光源(3)采用1W350mA的大功率LED，副光源(8)采用小功率LED。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊，其特征是礦燈主光源(3)和副光源(8)共用一個(gè)基準(zhǔn)電壓電路(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊，其特征是采用雙運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器(2)和運(yùn)算放大器(7)的反向端分別接電流取樣電路(5)和電流取樣電路(10)的正端得到對(duì)應(yīng)主光源(3)和副光源(8)所需的恒定電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊，其特征是主光源(3)所需的恒定電流Ih1由電流調(diào)整單元(4)和過電流保護(hù)電路(6)共同輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊，其特征是主光源(3)和副光源(8)的切換工作由開關(guān)T來執(zhí)行。
全文摘要
一種用于大功率LED礦燈的雙恒流驅(qū)動(dòng)模塊，以鋰電池為供電電源，采用大功率超高亮度LED作為主光源，小功率高亮度LED作為副光源，其特征是基準(zhǔn)電壓電路(1)分別與運(yùn)算放大器(2)和運(yùn)算放大器(7)的同相輸入端連接；電流采樣單元(5)接運(yùn)算放大器(2)的反相輸入端，電流采樣單元(10)接運(yùn)算放大器(7)的反相輸入端；運(yùn)算放大器(2)的輸出端接電流調(diào)整單元(4)，運(yùn)算放大器(7)的輸出端接電流調(diào)整單元(9)，過電流保護(hù)電路(6)與電流調(diào)整單元(4)并聯(lián)，通過整個(gè)電路分別對(duì)主光源(3)和副光源(8)供電。具有節(jié)省能源，安全性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J9/00GK1819731SQ20051006185
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者童華章 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)