基于光纤照明技术的新型矿灯的设计及实现
矿灯管理信息化的设计与实现
四、采用的技术方法和路线
通过使用CTF-100K智能矿灯充电架来改变原
来矿灯充电模式，将通过以太网对矿灯智能 化充电进行时时检测管理，在工控机上显示 出当前矿灯的各种信息（充电、待用、取灯、 使用），工控机根据数据的显示进行处理分 析。
五、计划进度安排
2013.1 完成对设备性能、工作状态、工作要求等现 场情况调研分析； 2013.2-2013.3 完成对该项目的改造分析研究； 2012.4-2013.5 系统安装、调试，投入运行； 2013.6 撰写研究报告、完成项目鉴定。
主要创新点及水平： 1、每组柜的各个灯位小柜门上方镶嵌液晶屏(蓝色)动态显示矿灯的充放 电状态（在不在架、充电电压、电流值等）、职工信息、取放灯时间 等就地监控信息； 2、通过上位机软件查看每个矿灯的实时充电信息(充没充满、充电是否 正常、矿灯是否异常等)； 3、维修工可根据数据显示来进行矿灯的维护与修理。 主要经济、技术指标：该系统能够随时在线监测矿灯充电状况及管理 信息，能够及时对矿灯出现的异常进行维修。可与定位卡系统配合使 用，大大减少了工作量。延长了矿灯的使用寿命，降低维修费用。
谢 谢
二、主要内容
矿灯房智能化系统是采用计算机以太网，将
其控制下的矿灯智能充电全过程的状况（充 电、待用、取灯、使用情况）及管理等信息 进行分析处理，并能够在电脑界面上显示出 来并形成报表，维修人员可根据系统提供的 信息，对矿灯进行维护，实现矿灯充电的智 能化管理。
三、主要创新点及水平，主要经济、技术指标
矿பைடு நூலகம்管理信息化的设计与实现
申报单位：唐口煤业机电队 项目负责人:胡平 协作单位：淄博爱科化工有限公司
一、立项背景
唐口煤业矿灯房现采用超市管理模式（定人定位定灯）， 每天每班必须对下井人数进行核对，矿灯房工作量大，给 灯房工作人员带来了很多不便。鉴于此情况，我们决定对 矿灯房矿灯管理进行系统改造。
一种基于51单片机智能矿灯的设计与实现
一种基于51单片机智能矿灯的设计与实现1.引言在矿山生产中，照明设备是非常重要的设备之一。
传统的矿灯在照明功能上并没有太多的创新，而且安全保障方面也存在一定隐患。
为了提高矿工的工作效率和保障矿山生产的安全，本文提出了一种基于51单片机智能矿灯的设计与实现方案。
通过智能化的设计，可以实现对矿灯的亮度、光色、故障检测等方面的智能控制，从而提高矿工的工作效率和保障矿山生产的安全。
2.矿灯设计方案2.1 硬件设计矿灯的硬件设计包括主控芯片、照明LED灯珠、电源模块、通信模块等。
主控芯片选择51单片机，这是一种非常成熟的嵌入式微控制器，具有稳定可靠的性能。
照明LED灯珠选用高亮度LED光源，能够提供稳定、明亮的照明效果。
电源模块采用高效稳压电路，能够提供稳定的电源输出。
通信模块采用无线通信技术，可以实现矿灯之间的智能互联。
矿灯的软件设计主要包括程序设计和参数配置。
在程序设计方面，需要编写矿灯的控制程序，实现照明亮度、光色、故障检测等方面的智能控制。
在参数配置方面，需要设计矿灯的参数配置界面，方便用户对矿灯进行参数设置和调整。
3.1 照明控制矿灯的照明控制是智能矿灯中非常重要的功能之一。
通过对LED灯珠的控制，可以实现矿灯的亮度和光色的智能调节。
通过51单片机的PWM输出功能，可以实现对LED灯珠的亮度控制。
通过改变LED灯珠的工作电流和工作频率，可以实现对矿灯光色的调节。
3.2 故障检测矿灯的故障检测是智能矿灯中非常重要的功能之一。
通过内置的传感器和智能算法，可以实现对矿灯工作状态的实时监测和故障检测。
一旦发现矿灯出现故障，可以及时报警并采取相应的措施，保障矿工的安全。
3.3 通信互联。
LED照明技术在矿灯设计中的应用
科技广场２０１０．１0引言近年来，半导体照明技术发展迅速。
作为半导体照明技术的核心产品ＬＥＤ（发光二极管，以下都称ＬＥＤ）光源已对照明领域产生了深刻的影响，被誉为继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后的第四代照明光源。
国内外大量的研究机构都已制定了ＬＥＤ的长期发展战略，加快了ＬＥＤ的商业化步伐。
相信不久的将来，ＬＥＤ必能走进千家万户。
1LED灯优点ＬＥＤ照明技术应用于矿灯光源中，ＬＥＤ作为光源设计出的矿灯主要有以下优点：（１）安全性ＬＥＤ可靠性高，抗震能力强，结温低。
这些特性对于矿灯应用都是极其合适的。
矿灯是矿工的生命，如果在井下作业出现矿灯失效将是极其危险的，而ＬＥＤ恰恰具有高可靠性，因此使用中失效的情况极少发生。
ＬＥＤ在工作时ＰＮ结的结温在１３０℃以内，而封装壳体表面的温度则只有几十度，而且封装壳体不易破碎，所以ＬＥＤ本身几乎不可能引起瓦斯气体的爆炸。
而这个问题曾经恰恰是白炽灯在矿灯上应用的一大安全隐患。
（２）节能ＬＥＤ的发光效率相当高，目前已达９５ｌｍ／Ｗ，使用１Ｗ的ＬＥＤ用作矿灯光源绰绰有余。
使用较小功率的ＬＥＤ可以达到与传统光源相同甚至更好的照明效果，而且更容易获得长的使用时间，这对长时间的井下作业是相当有利的。
（３）体积ＬＥＤ本身的尺寸小，使用ＬＥＤ制作的矿灯往往使用体积小重量轻的锂电池作为电源，所以整个照明系统相当轻便，可以直接挂在胸前或戴在头顶，给矿工带来了很大便捷。
（４）寿命ＬＥＤ具有其它光源无法比拟的长寿命，即使大功率的ＬＥＤ，其寿命也在６０００ｈ以上。
使用ＬＥＤ的矿灯几乎不用更换灯泡，省去了维护工作。
以上是在矿井中使用ＬＥＤ比较突出的优点。
除此之外，ＬＥＤ接近于点光源，这对于系统的光学设计也是很有利的。
2LED光源矿灯设计中华人民共和国煤炭行业标准对矿灯制定了严格的要ＬＥＤ照明技术在矿灯设计中的应用ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬＥＤＬｉｇｈｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅＭｉｎｅｒ＇ｓＬａｍｐＤｅｓｉｇｎ金影梅ＪｉｎＹｉｎｇｍｅｉ（常州银河电器有限公司，江苏常州２１３０２２）（ＣｈａｎｇｚｈｏｕＧａｌａｘｙＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣＯ．Ｌｔｄ，ＪｉａｎｇｓｕＣｈａｎｇｚｈｏｕ２１３０２２）摘要：本文采用最新的白光ＬＥＤ，专用ＬＥＤ驱动芯片和锂电池充电控制芯片设计矿灯，并对设计的产品进行了测试。
矿用4G便携式通信矿灯的设计与实现
矿用4G便携式通信矿灯的设计与实现
近几年来无线通信技术发展迅速,从Wi-Fi无线通信系统到3G无线通信技术,再到目前已经商用的4G无线通信技术,无不体现出技术革新对各行各业的冲击。
在4G通信技术支持下,煤矿安全生产管理系统能够逐渐完善自身信息化、自动化、智能化需求,提升煤矿生产的安全性,为煤矿企业经济效益带来极大帮助。
目前矿用4G网络的部署正逐步开展,研究一款矿用智能终端对矿用4G网络的发展具有重要的意义和价值。
矿山物联网的应用是一种开放式的应用,有利于将不同的应用服务集成到矿山物联平台上,便于矿山产业专业化发展。
在此基础上,本文提出了一种将矿灯和通信模块相结合、以ARM芯片作为控制核心的便携式通信矿灯。
通过研究矿山无线网络和物联网相关技术,设计制定了便携式通信矿灯的总体方案。
该方案以ARM芯片作为系统核心控制器,使用4G 模块EC20语音通信,使用矿灯模块照明。
根据系统需求,确定系统的芯片选型、硬件电路设计;在ARM端搭建软件平台:引导程序移植,Linux内核裁剪,根文件系统配置和移植。
设计系统对矿灯模块和通信模块EC20的驱动识别,确定了矿灯使用字符型
驱动,通信模块使用USB驱动;使用QT开发系统的用户应用程序,用户通过应用程序通信、控制矿灯。
最终实现了在矿用无线网络下便携式通信矿灯照明、通信的功能,系统的运行基本稳定,系统的测试结果基本符合设计要求。
本文完成了基于矿用4G的便携式通信矿灯终端系统的设计与实现,并对系统进行了基本的测试
工作,测试结果表明:用户使用终端可以控制矿灯的开关和矿用4G无线网络下的语音通信,发送求救信号等功能,系统有一定的实用性和可行性,对矿用物联网的发展具有一定的参考价值。
一种基于51单片机智能矿灯的设计与实现
一种基于51单片机智能矿灯的设计与实现随着矿山安全监测的不断发展和完善，矿灯这一工具也要求更高的智能化和安全性。
本文设计的基于51单片机的智能矿灯可以满足这一要求。
一、设计思路本设计采用红外传感技术、无线通信技术、自动灯光控制技术和语音提示技术，实现了智能化的矿灯。
该矿灯具有以下功能特点：1.红外线感应功能。
在矿工进入矿井时，通过红外传感器探测矿工的动态信息，并对其进行实时监测，以保证工人的安全。
2.无线通信功能。
该矿灯具有全局通讯能力，通过与其他矿工手中的矿灯相连，实现全员通信和紧急呼叫功能。
3.灯光控制功能。
根据不同的环境，可以通过手动或自动方式选择不同的灯光亮度或灯光颜色，以方便矿工的操作。
4.语音提示功能。
当遇到突发情况时，矿灯可以通过内嵌的语音芯片及时向矿工发出警报，提醒工人注意安全。
二、硬件设计该智能矿灯的主要硬件组成部分包括单片机、红外传感器、无线模块、LED灯、蜂鸣器等。
1.单片机本设计选用STC89C52单片机，其主要功能为红外传感器的信号采集及控制LED灯的亮度和颜色。
2.红外传感器该矿灯采用非接触式红外传感器模块，以探测矿工活动信息，并将其通过数据线传输给单片机进行处理。
3.无线模块该矿灯采用CC1101无线模块，可以实现矿工手中的矿灯之间的全员通信和紧急呼叫功能。
4.LED灯该矿灯采用高亮度白色LED灯，可以通过单片机控制其亮度和颜色。
5.蜂鸣器该矿灯内设有蜂鸣器，可以通过内嵌的语音芯片输出语音提示信息。
三、软件实现本设计采用C语言编写单片机程序，主要实现以下功能：1.红外信号采集与处理。
当有人靠近矿灯时，红外传感器会发出信号，单片机通过数据线采集和处理该信号。
3.无线通信。
当有其他矿工手中的矿灯与本矿灯通讯时，单片机可以接收并处理来自其它矿灯的信号，并通过无线模块回应。
四、实验结果为了验证本设计的可行性和实用价值，进行了一系列实验。
实验结果表明，本设计的智能矿灯具有实时监测、全员通信、语音提示等多种功能，有效提升了矿工的安全级别和工作效率，具有较高的实用价值和推广前景。
新型厂矿灯[发明专利]
![新型厂矿灯[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3d8108e8b52acfc788ebc92a.png)
专利名称：新型厂矿灯
专利类型：发明专利
发明人：于燕,李忠敏
申请号：CN201711221110.0申请日：20171129
公开号：CN108167694A
公开日：
20180615
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于照明灯具领域，尤其涉及一种新型厂矿灯，包括灯座、发光体和灯罩，所述的灯罩为球面结构，灯罩的外侧设置有半环形的清洁刮片，清洁刮片铰接在灯座上，清洁刮片在灯座内部的电机A的驱动下沿灯罩外侧的球面运动，从而实现对灯罩的清洁；所述的发光体由上至下共分为三个部分，分别为棱柱区段、锥体区段和底部灯板，棱柱区段和锥体区段的外侧，以及底部灯板的底部均设置有LED贴片，所述的发光体上安装有反光罩，本发明可对发光体的发光面积进行分别控制，可根据不同的照明需求调整发光体的发光面积，从而实现节能降耗的目的。
反光罩的设置，可在所述的棱柱区段不发光时，增强聚光效果。
申请人：黑龙江晟创能源科技有限公司
地址：163000 黑龙江省大庆市高新区火炬新街36号新兴产业孵化器(园区)3#210房间
国籍：CN
代理机构：哈尔滨市邦杰专利代理事务所(普通合伙)
代理人：孙淑荣
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光纤照明的原理与应用
光纤照明的原理与应用林灵广东摘要：在照明技术中，光纤照明是一枝独秀的照明新技术。
本文详细地阐述了光纤照明的原理和特点。
并着重介绍了光纤照明的产品及应用。
关键词:光导纤维、光纤照明、灯具、产品与应用一、概述在照明技术中，光纤照明是一枝独秀的照明新技术。
由于它具有光的柔性传输，安全可靠。
所以广泛地应用于工业、科研、医学及景观设计中，并在国内外市场中已形成各类产品。
本文仅以个人学习和实践中的有限知识重点介绍景观设计中的光纤照明技术及产品和应用以求教同行专家。
二、光纤照明的原理光纤照明系统是由光源、反光镜、滤色片及光纤组成，如图一所示。
当光源通过反光镜后，形成一束近似平行光。
由于滤色片的作用，又将该光束变成彩色光。
当光束进入光纤后，彩色光就随着光纤的路径送到预定的地方。
由于光在途中的损耗，所以光源一般都很强。
常用光源为150~250W 左右。
而且为了获得近似平行光束，发光点应尽量小，近似于点光源。
反光镜是能否获得近似平行光束的重要因素。
所以一般采用非球面反光镜。
滤色片是改变光束颜色的零件。
根据需要，用调换不同颜色的滤光片就获得了相应的彩色光源。
光纤是光纤照明系统中的主体，光纤的作用是将光传送或发射到预定地方。
光纤分为端发光和体发光两种。
前者就是光束传到端点后，通过尾灯进行照明，而后者本身就是发光体，形成一根柔性光柱。
对光纤材料而论，必须是在可见光范围内，对光能量应损耗最小，以确保照明质量。
但实际上不可能没有损耗，所以光纤传送距离约30m 左右为最佳。
光纤有单股、多股和网状三种。
对单股光纤来说，它的直径为Ф6～Ф２０mm.同时又可分为体发光和端发光两种.而对多股光纤来说,均为端发光.多股光纤的直径一般为Ф0.5～Ф3mm,而股数常见为几根至上百根.网状光纤均为细直径的体发光光纤组成.可以组成柔性光带.从理论上讲,光线是直线传播的.但在实际应用中,人们都希望改变光线的传播方向.经过科学家数百年不懈的努力,利用透镜和反光镜等光学元件来无限次的改变传播方向.而光纤照明的出现,正是建立在有限次的改变光线传播方向,实现了光的柔性传播.正如圆弧经无数次的分割后成直线一样,光纤照明正是以无限次反射后,光线就随光纤的路径传送,实现了柔性传播.但是光纤照明的柔性传播,并没有改变光线直线传播的经典理论.三、光纤照明的特点1、光线柔性传播从理论上讲，光线是直线传播的。
矿灯施工方案
矿灯施工方案1. 引言矿灯是在矿井等狭窄、昏暗环境下使用的一种照明设备。
它具有防爆、耐酸碱、防水防尘等特点，在矿业生产中发挥着重要作用。
本文将介绍矿灯的施工方案，包括施工前的准备工作、施工过程中的注意事项以及质量验收标准。
2. 施工前准备工作在施工之前，需要做一些准备工作，以确保施工得到良好的整体效果，同时保障安全。
2.1 设计方案首先，需要制定一个详细的矿灯施工设计方案。
设计方案应包括电源布置、灯具选型、灯具布置等内容，并合理考虑照明需求和安全要求。
设计方案应由专业人员进行编制，并获得有关部门的批准。
2.2 施工材料购买根据设计方案，需要购买相应的施工材料。
这包括矿灯、电缆、开关、插座、电源箱等。
选购材料时，应注意选用符合相关标准的产品，并确保其质量和可靠性。
2.3 安全措施矿灯的施工需要在矿井等危险环境下进行，安全问题是施工的首要考虑因素。
在施工前，需要制定详细的安全计划，并组织相关人员进行培训，确保施工人员熟悉安全操作规程和应急处理措施。
同时，施工现场应设置明显的安全警示标识，以提醒人员注意安全。
3. 施工过程中的注意事项3.1 施工顺序在施工过程中，需要按照一定的顺序进行，以确保施工的有序进行。
一般情况下，施工顺序应为：先进行电源线的布线，然后安装开关和插座，最后安装灯具。
3.2 施工步骤具体的施工步骤如下：1.安装电源线：根据设计方案，进行电源线的布线。
注意布线时要避开其他设备和场地的不良因素。
2.安装开关和插座：根据设计方案，安装开关和插座。
确保其位置合理、固定可靠，并符合相关安全标准。
3.安装灯具：根据设计方案，安装灯具。
灯具应选用符合防爆要求的产品，并按照相关要求进行固定，确保照明效果良好。
3.3 安全措施在施工过程中，需要注意以下安全事项：•穿戴个人防护装备，包括防爆服、安全帽、防爆鞋等；•施工现场禁止吸烟、明火和剧烈振动等行为；•施工人员应注意个人身体健康状况，避免因身体不适引发事故；•确保工作场所的通风良好，避免有害气体积聚；•施工结束后，对施工现场进行清理，确保无杂物堆积和安全隐患。
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图 1 显示了新型矿灯的整体结构。从外形结构 上看，该矿灯由防爆盒、传输光纤和照明灯具三部 分构成。从功能技术上看，该矿灯由供电电路、光 纤-LED 耦合装置、传输光纤和灯具二次配光系统四 部分组成，供电电路包含锂电池充电电路、LED 驱 动电路和控制电路。与传统 LED 矿灯不同，本设计 将锂电池、充电电路、驱动电路及光纤-LED 耦合装 置集中置于防爆盒内，防爆盒外部分只进行光的传 输和二次变换，实现了照明光源与照明灯具分离的 创新设计、照明光源与驱动电路一体化的创新设计。 下面就电 路 部 分、 光 纤-LED 耦 合 装 置、 传 输 光 纤、 灯具二次配光系统 4 个部分分别予以介绍。
摘 要： 针对目前传统矿灯 设 计 上 不 可 避 免 的 安 全 缺 陷 ， 本 文 提 出 一 种 基 于 光 纤 照 明 技 术 的 新 型 矿 灯 ———光 纤LED 矿灯并给出了其原理样灯。论文描述了传统矿灯的不 足 和 本 设 计 的 总 体 结 构； 设 计 了 矿 灯 的 驱 动 电 路、充 电 电路、控制电路、LED 与光纤的耦合装置及灯具二次配光系统； 并利用光学模拟软件 TracePro，对矿灯中光耦合装 置及灯头配光系统进行了模拟仿真； 论文总结了本设计的创新之处和优势及其应用前景。 关键词： 矿灯； 光纤照明技术； 塑料光纤 （ POF） ； 大功率 LED 驱动电路； 光纤-LED 耦合
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照明工程学报路 （ a） ； 锂电池的充电电路 （ b）
（2） 充电电路 锂电池充电电路采用 凌特 公 司 的 LTC4059 芯 片 设计的电路，如图 3 （ b） 所示。LTC4059 是一款专 门用于锂电池充电的智能芯片，能适应 3. 75V ～ 8V 的输入电压变化，能够根据充电电池的电压，自动 选择涡旋充电，恒流充电，恒压充电等模式，最大 充电电流可达 900mA，静态功耗低至 10uA。可以通 过编 程 电 阻 RPROG 设 定 充 电 电 流， 关 系 式 为 IBAT = 1000 × VPROG / RPROG ， 式 中 VPROG = 1. 21V， IBAT = 900mA 时，RPROG = 1. 34KΩ。本充电电路的特点是： 外围元器件非常少，简单方便； 输入电压 3. 75V ～ 8V，便于利用常用的 5VDC 电压供电，在此电路基 础上还可增加充电提示与告警电路。 （3） 控制电路 控制电 路 的 主 要 功 能 是 实 现 在 三 盏 灯 全 亮、1 （或 2） 盏灯亮、三盏灯全灭的切换，即矿灯标准中 规定的主辅灯的功能。控制电路的实现方法多种多 样，本文给出一种利用四刀双掷 （4P2T） 开 关 设 计 的控制电路，如图 4。图中标有①③③的部件代表 相应编号的驱动电路和 LED 的串联整体，黑白圆圈 代表开关引脚。
Key words： minerlamp； fiber optic technology； POF； driving circuit of high power LED； coupling of fiber optic and LED
1 引言
近年来，我国煤矿安全事故频发，大多数是由 于瓦斯接触电火花而引起的。经调查，其中又有相 当部分是由矿工随身携带使用的矿灯引起的 （大概 在 30% 左右） ，主要原因有矿灯本身的设计存在缺
* 基金项目： 国家大学生创新性实验项目 （ 项目编号 0109182003）
第 21 卷第 3 期
谈卫等： 基于光纤照明技术的新型矿灯的设计及实现
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进行传输，再用一定的二次配光系统变换成符合具 体照明环境要求的光。塑料光纤具有不导电、不发 热、材质柔软、可弯曲等优点，因而在工业、科研 中 得 到 广 泛 应 用［3 ］。
Design and Realization of New Miner's Lamp Based on Fiber Optic Technology
Tan Wei Liu Chen Zheng Zhong Hou Jue Xu Yunlu
（ College of Optoelectronic Science ＆ Engineering，Huazhong University of Science ＆ Technology，Wuhan 430074； Wuhan National Lab for Optoelectronics，Huazhong University of Science ＆ Technology，Wuhan 430074）
2010 年 6 月 第 21 卷 第 3 期
照明工程学报 ZHAOMING GONGCHENG XUEBAO
Jun. 2010 Vol. 21 No. 3
基于光纤照明技术的新型矿灯的设计及实现*
谈卫 刘陈 郑重 侯珏 徐云路
（ 华中科技大学光电子科学与工程学院，武汉 430074； 华中科技大学武汉光电国家实验室 （ 筹） ，武汉 430074）
针对传统矿灯的这些缺陷和对照明技术的发展 趋势的综合分析，本文提出了一种基于光纤照明技 术［4］的新型光纤-LED 矿灯设计方案并实现了其 原 理 样灯，在供能电源盒端采用与驱动电路一体化设计 的高效率发光二极管 （ LED） 光源，利用灵活性好、 传输效率高、价格合理的塑料光纤耦合输出光，并 传送至矿工帽端的无源照明灯具，实现矿工照明灯。 这种方案一方面巧妙地将照明光源电路与照明灯具 分离，克服了传统矿灯易漏电的弊端； 另一方面传 输光纤及照明灯具体积小、重量轻，克服了传统矿 灯舒适性差的缺陷。该设计是光纤照明技术在矿灯 设计上的具体应用，具有十分广阔的应用价值，同 时具有十分重要的社会意义。
Abstract
For the inevitable security flaws in the design of the traditional miner's lamp，a new type of miner's lamp based on fiber optic technology was designed and its principle model lamp was given. The deficiencies of traditional miner's lamp and the framework of the new type design were described. The driving circuit， charging circuit，controlling circuit，LED and optical fiber coupling device between fiber optic and LED， and secondary optical design of the new miner's lamp were designed. And also， by using the software TracePro，the coupling device and the secondary optical design for the new lamp were simulated. At the end，the important innovations and advantages of the design as well as its application prospects were summarized.
图 2 新型矿灯电路部分总体框图
（1） 驱动电路 LED 的亮度正比于驱动电流，故稳定的照明要 求采用恒流驱动 的 方 式［6］。 本 设 计 是 基 于 凌 特 公 司 生产的 LTC3215 芯 片 的 电 路， 如 图 3 （ a ） 所 示。 LTC3215 是专门用于驱动 大功 率 LED 的 芯片， 它 具 有 2. 9 ～ 4. 4V 的宽电压输入范围，与现在比较流行 的锂电池输入电压相匹配，脉冲输出电流最大可达 700mA，连续输出电 流 最 大 350mA，静 态 功 耗 低 至 2. 5uA，LED 开路、短路保护 和 过 热 保 护 的 特 点［7］。 可以通过编程电阻 Rset 精确设定芯片输出电流，输 出电流与电阻关 系为 I = 3990 / R （ R 单位 kΩ，I 单 位 mA ） ， LED 工 作 电 流 为 350mA， 计 算 Rset = 11. 4kΩ，取标准 值 11. 5kΩ。 本 驱 动 电 路 的 特 点 是 可实现恒流输出、工作稳定、且具有高达 90% 的效 率，而且外围器件少，电路简单。
关注其整体能量利用率的高低，而能量利用率主要 体现在 LED 单体发出的光耦合进光纤的效率。这里 设计了特 殊 的 光 纤-LED 耦 合 装 置 以 提 高 光 耦 合 效 率，其基本结构由金属底座、反光碗、透镜、卡槽、 和固定螺栓组成，光纤一端伸入卡槽 （图 5 （a））， LED 单体 置 于 金 属 底 座 上 （ 图 5 （ b） ） 。三 个 LED 单体成 “品” 字形结构 排 列 于 金 属 底 座 上， 通 过 固 定螺栓固定； 为了提高耦合效率，每个 LED 金属基 热沉上 安 装 反 光 碗， LED 芯 片 位 于 反 光 碗 焦 点 位 置，反光碗与 LED 芯片均位于卡槽内部，透镜置于 反光碗上，通过反光碗与卡槽内壁固定，卡槽直径 与光纤直径相同，光纤穿过卡槽，其前端面位于透 镜焦点。其中，反光碗用于收集 LED 芯片发出的光 线并对其进行准直，透镜将准直后的近似平行光聚 焦进光纤［8］，以提高 耦 合 效 率， 卡 槽 与 螺 栓 共 同 起 固定作用 并 使 光 纤 与 LED 单 体 达 到 同 轴 连 接 的 效 果。
图 4 新型矿灯的控制电路
3. 2 光纤-LED 耦合装置的设计 新型矿灯的设计在体现其安全性的同时，也要
图 5 光纤-LED 耦合装置 （ a） ； LED 排列图 （ b） 1—金属底座 2—反光碗 3—LED 单体
陷，导线、电源等部分防绝缘材料不达标，引起电 火花，接 触 瓦 斯 后 引 起 爆 炸［1，2］； 另 外 还 有 稳 定 性 差，寿命短，适用性差等多种不利。