幾種大功率LED光源在礦用防爆燈具中的合理應(yīng)用根據(jù)煤礦井下工作場所的布置和劃分，井下的防爆燈具一般由礦燈、巷道燈、機(jī)車等、支架燈、應(yīng)急燈、信號燈，以及一些特殊場所用的泛光燈和投光燈。
 

　　單從LED光源的結(jié)構(gòu)特性來看，現(xiàn)應(yīng)用較多比較穩(wěn)定的也就下面幾種方案，下面詳細(xì)的介紹一下他們在礦用防爆燈具中的應(yīng)用：
 

　　早起巷道燈所用的小功率支架LED型主要用在井下防爆信號燈和早期的巷道燈中，一般采用數(shù)十顆支架型小功率Y5Y10管來做光源。一般使用了幾十到幾百顆Y5Y10白光LED點陣式排布，直接插接在PCB板或者焊接在鋁基板上，電源驅(qū)動可以采用電容降壓來實現(xiàn)。光學(xué)設(shè)計上無需考慮過多，不存在散熱問題，燈具結(jié)構(gòu)上也很容易實現(xiàn)；尤其是這種管子國產(chǎn)化程度很高，燈具的成本比較低，很容易設(shè)計成燈具。但生產(chǎn)工藝復(fù)雜、燈具工作的可靠性差、故障效率高、外殼尺寸大，所以現(xiàn)在的巷道燈很少采用這種方案，但用在防爆信號燈中效果很理想。
 

　　仿熒光燈型巷道燈所用的小功率貼片LED型這種光源是對小功率支架型LED的改進(jìn)，與鋁基板條的焊接可采用回流焊，工藝自動化高；做成燈條后整體導(dǎo)熱接觸充分，導(dǎo)電性能良好，所以生產(chǎn)效率高，成品率也相對高，如所示。LED貼片體積更小，但功率要比支架LED的大得多，所以燈具采用的管子數(shù)量要比支架LED型少。燈具的功率一般有10W和20W的規(guī)格，驅(qū)動電路采用串并聯(lián)結(jié)合的方式，由于受其封裝工藝的影響，光源的透光體大多采用硅橡膠制作，所以光源的長期穩(wěn)定性和可靠性不夠理想。目前在條型仿熒光燈的巷道燈上應(yīng)用較多，也可用在防爆支架燈上，由于電流小也易于實現(xiàn)本安化。
 

　　應(yīng)用較成熟的大功率基座(基板)LED型如所示，這是目前應(yīng)用多也成熟的方案。大多數(shù)12~ 18W圓形巷道燈都在采用這種方案，如所示。這種LED―般有1W和3W的規(guī)格，單顆功率較大，應(yīng)用廣泛。
 

　　井下一般的巷道高3m左右，寬4 ~5m燈的安裝間距一般為6~8m比較合適，為了達(dá)到在其照射范圍內(nèi)的理想照明效果，必須通過二次光學(xué)設(shè)計控制燈具的出光角度，使燈具在巷道的長度方向出光角度盡可能的大，一般以160為宜，在巷道的寬度方向一般只需80~90°即可，這樣將LED光源發(fā)出的有限光就可全部合理地利用起來，使燈具發(fā)出的光形成一個橢圓型，使燈具在照射面域內(nèi)分布均勻。一般可采用專門設(shè)計的反光罩或者如所示的花生型LED透鏡來進(jìn)行二次光學(xué)處理。
 

　　采用這種方案的防爆燈具的電源驅(qū)動可以采用開關(guān)恒流驅(qū)動電路，效率較高，可達(dá)80%以上。功率較大時電路上可以采用兩路串聯(lián)驅(qū)動，這樣可以降低總電路的負(fù)荷，避免單路驅(qū)動時LED管子損壞造成的電路不穩(wěn)定，從而提高燈具的可靠性。同時燈具必須要有良好的散熱結(jié)構(gòu)，才能盡可能地降低管子本身的光衰，以保證燈具的使用壽命。
 

　　用基座型大功率LED做光源的防爆燈具其價格比白熾燈、日光燈、節(jié)能燈要高得多，但它的節(jié)能效果及壽命比其他燈具也高得多。其一次性投資較高，但長期的節(jié)電效果及經(jīng)濟(jì)性都是非?？捎^的。由于它容易實現(xiàn)二次光學(xué)設(shè)計，所以也可用在井下機(jī)車燈、防爆泛光燈(如所示)防爆支架燈以及防爆應(yīng)急燈等復(fù)雜的燈具上。
 

　　巷道燈常用的多芯片集成型光源多芯片集成型LED光源(如所示)具有*的優(yōu)勢：通過不同的串并聯(lián)組合，可以實現(xiàn)各種不同的額定電壓和電流，更好地適應(yīng)驅(qū)動電路的設(shè)計，提高整體發(fā)光效能，降低成本；單位面積的芯片數(shù)可多可少，可以封裝成各種不同的點光源和面光源。
 

　　這種防爆燈具生產(chǎn)工藝簡單，由于多點發(fā)光，二次光學(xué)設(shè)計的難度大。因為一般單顆就能做到10W甚至到100W，所以對燈具的散熱要求也比較苛刻。
 

　　燈具設(shè)計時靈活性不大，受芯片局限性大，但光學(xué)系這種管子內(nèi)部的電路復(fù)雜(如所示)由于芯片內(nèi)部采用4并5串的方式供電，如果其中某一路上的某顆或幾顆管子損害，勢必造成整個電路驅(qū)動上的不平衡，從而導(dǎo)致電路的負(fù)荷加大，工作不穩(wěn)定，內(nèi)部管子損壞后，人眼從外部根本無法發(fā)現(xiàn)；第二個原因就是管子自身的VF值也不均衡，或高或低，這樣也很難保證4路上的電流均衡，做不到真正的恒流驅(qū)動，除非管子的內(nèi)部再附加其他的調(diào)整電路才能夠解決。