专利名称：本质安全型防爆矿灯的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子设备技术领域，涉及一种供矿务人员井下作业戴用的安全防爆矿灯。
背景技术：
传统的矿帽用矿灯一般均为配置铅-酸蓄电池的结构，存在着体积及重量大、污染大、循环寿命短、自放电率高等缺陷，在出现负载短路、过流等故障情况时，帽灯极容易产生火花而引起瓦斯爆炸。锂离子电池是近年来问世并迅即为广泛应用的一种新型电池，由于它具有体积小、重量轻、比能高、无污染、自放电率低等优点，用其取代铅-酸蓄电池而作为矿灯用电池无疑有着极高的社会意义和经济价值。但同其它蓄电池一样，矿灯用锂电池同样也存在着过充电或过放电都会严重影响其使用寿命的问题，因此在锂离子电池组内必须增加过充电、过放电、过流等保护电路，才能达到使矿灯本质安全的要求。
发明内容
本实用新型的目的在于针对本领域现有技术所存在的问题，提供一种结构新颖、体积小、重量轻、无污染、使用寿命长且可有效防止火花引爆瓦斯的本质安全型防爆矿灯。
为实现上述发明目的而设计的技术解决方案是这样的所提供的本质安全型防爆矿灯为一种采用锂离子电池作为矿灯蓄电池的新型帽灯，它由带充电接头矿灯灯体(负载)和内设有可充电锂离子电池组的电池盒组成，电池组通过阻燃电缆与灯体连接，本实用新型的重要结构特征是在电池盒内设置了具有双重保护作用的两级电池充、放电和短路保护电路，每级保护电路均含有一个双向开关电路和一个电池保护电器，所说的电池保护器并联设在电池组两端，所说的双向开关电路串设在电池组与矿灯及充电接头的联线之间，其输入端与电池保护器的电池过充放及过流输出端联通。矿灯使用过程中，在电池一般正常充放电时，双向开关电路将保持导通；当电池出现过充、过放或负载出现过流、短路等故障现象时，电池保护器相应输出端将发出信号关断双向开关电路，中止电池充电或放电，防止火花以满足本质安全型防爆要求。
与现有的同类产品相比，本实用新型具有以下优点1、安全性能好——该防爆矿灯内装有双重保护电路，可防止电池过充电、过放电、过电流，在任何故障状态下，该矿灯均不会产生火花，可有效防止火花引爆瓦斯的现象发生；2、体积小、重量轻——该防爆矿灯的重量只有原来帽灯重量的十分之一左右(由原来的2.2g减小到260kg)，体积也只有原帽灯体积的五分之一左右；3、循环寿命长——原来帽灯的循环使用寿命只有250～300次，而本实用新型所述矿灯的循环寿命可达500～600次；4、无污染——该防爆矿灯在生产使用中以及报废后均不会产生任何污染，是一种真正的绿色电源。
图1为本实用新型的工作原理图。
图2是本实用新型一个具体实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型所述的本质安全型防爆矿灯由灯体1、可充电锂离子电池组5、两级电池充、放电及短路保护电路、阻燃电缆2和电池盒6组成，电池盒6用绝缘硅胶封固，电池盒电缆引出线用防水阻燃接头连接。该防爆矿灯的核心部分是锂电子电池的两级充、放电及短路保护电路，每级保护电路内均含有一个双向开关电路3和一个电池保护电器4，其单级电路的结构形式如图2所示的实施例给出。该实施例结构中的电池保护器4由型号为RNSVM112C的集成芯片构成，双向开关电路3由两只反向串联的MOSFET功率开关V1、V2和两只分别联接在V1、V2输出栅极上的寄生反向二极管D1、D2构成。功率开关V1、V2的输入端G1、G2分别被接至电池保护器4的DOUT和COUT输出脚端(RNSVM112C芯片的第4和第1引脚)，S输出端串设在电池组5与矿灯及充电接头1的联线之间，D输出端户接。电池保护器4的VSS端(3脚)和VDD(5脚)端加在锂离子电池B的两端，保护器4的V_端(6脚)与V2的S2输出端相联。
本实用新型在电池充电时的电流通路为充电器正输出端→电池组正(+)极→锂离子电池B正极→锂离子电池B负极→功率开关V1的寄生反向并联二极管D1→功率开关V2→电池组负(-)极→充电器负端。充电电流的通断由功率开关V2控制，当电池过充时，电池保护器4的COUT端将输出信号使V2关断，中断充电电流。该防爆矿灯在电池放电时，其放电电流途径为电池组正(+)极→负载→电池组负(-)极→功率开关V2的寄生反向并联二极管D2→功率开关V1→锂离子电池B负极→锂离子电池B正极→电池组正(+)极。功率开关V1控制放电电流的通断，当电池过放电时，电池保护器DOUT端子上将输出信号使V1关断，中断放电电流。电池充电或放电过程中，当电流增大时，功率开关V2或V1上的压降将会增大，电池保护器4的V_端检测它们的压降，当电流过大或发生短路时，此电压将超过设定的保护门限值，保护器的COUT端或DOUT端将输出信号使功率开关V1或V2关断，中止电池充电或放电，防止产生火花以满足本质安全型防爆要求。图2中标号F1为熔断器，在电池组充放电过程中若因出现短路或过流故障而使电流超过用户设定的电流保护值(2A)时，F1变为关断状态，电池组停止充放电。
权利要求1.一种本质安全型防爆矿灯，由带充电接头的矿灯灯体(1)和内设有可充电锂离子电池组(5)的电池盒(6)组成，电池组(5)通过阻燃电缆(2)矿灯体(1)连接，其特征是在电池盒(6)内设置有两级电池充、放电和短路保护电路，每级保护电路均含有一个双向开关电路(3)和一个电池保护电器(4)，所说的电池保护器(4)并联设在电池组(5)两端，所说的双向开关电路(3)串设在电池组(5)与矿灯及充电接头(1)的联线之间，其输入端与电池保护器(4)的电池过充放及过流输出端联通。
2.如权利要求1所述的本质安全型防爆矿灯，其特征在于所说的电池保护器(4)由型号为RNSVM112C的集成芯片构成，双向开关电路(3)由两只反向串联的MOSFET功率开关V1、V2和两只分别联接在V1、V2输出栅极上的寄生反向二极管D1、D2构成，V1、V2的输入端(G1、G2)分别接至电池保护器(4)的DOUT和COUT引脚端，V1、V2的S输出端串设在电池组(5)与矿灯及充电接头(1)的联线之间，电池保护器(4)的VSS端和VDD端加在锂离子电池两端，保护器(4)的V＝端与V2的S2输出端相联。
专利摘要本实用新型涉及一种井下作业人员戴用的安全防爆矿灯,由灯体和内设有可充电锂离子电池组的电池盒组成,电池组通过阻燃电缆与灯体连接,在电池盒内设置了具有双重保护作用的两级电池充、放电和短路保护电路,每级保护电路均含有一个双向开关电路和一个电池保护电器。矿灯使用过程中,在电池正常充放电时,双向开关电路将保持导通;当电池出现过充、过放或负载出现过流、短路等现象时,电池保护器相应输出端将发出信号关断双向开关电路,中止电池充电或放电,防止火花以满足本质安全型防爆要求。产品具有安全使用性能好、体积小、重量轻、循环寿命长及无污染等优点。
文档编号F21L4/00GK2510716SQ01265779
公开日2002年9月11日 申请日期2001年10月26日 优先权日2001年10月26日
发明者陈太华 申请人:陈太华