關(guān)于LED燈具的防爆設(shè)計(jì)

1. LED（Light Emitting Diode）燈具主要包括兩個(gè)部分：發(fā)光體和控制開關(guān)電路。

1）.發(fā)光體是發(fā)光二極管,一種特殊的半導(dǎo)體材料，其特點(diǎn)是：固態(tài)，強(qiáng)度較好，可以將電能轉(zhuǎn)化為光能。

   2）. 二極管主要部分是一個(gè)晶片，晶片被固封在強(qiáng)度較好的樹脂中，二極管固定在一個(gè)支架上，一端是正極，另一端是負(fù)極。

   3）.半導(dǎo)體晶體分為：P型半導(dǎo)體，在它內(nèi)部空穴占主導(dǎo)地位；

                      N型半導(dǎo)體，在內(nèi)部電子占主導(dǎo)地位。

      形成PN結(jié)，PN結(jié)端電壓構(gòu)成一定電勢(shì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大量電子向空穴移動(dòng)，電子與空穴復(fù)合，其能量會(huì)以光子的方式發(fā)出，這就是LED燈的發(fā)光原理。

   4）.根據(jù)其發(fā)光原理來看，這是一款很好的冷光源，影響它的主要是電流和電壓。因此LED燈具中LED光源的控制電路主要從這兩方面考慮。

   其控制原理上多有開關(guān)電源電路+反饋電路這樣的形式構(gòu)成，反饋電路從負(fù)載處取樣后對(duì)開關(guān)電路進(jìn)行脈沖的占空比調(diào)整或頻率調(diào)整，已達(dá)到控制開關(guān)電路輸出的目的。                    

   5）.LED屬電流控制型器件，負(fù)載特性類似PN結(jié)的UI曲線，正向?qū)妷旱臉O小變化會(huì)引起正向電流的很大變化（指數(shù)級(jí)別）。LED消耗的能量，一部分轉(zhuǎn)化為光能，剩下的轉(zhuǎn)化為熱能，使結(jié)溫升高。溫度升高，會(huì)使電子與空穴復(fù)合效率下降，發(fā)光強(qiáng)度減小。加上環(huán)境溫度影響，LED主波長(zhǎng)就會(huì)紅移，亮度會(huì)下降發(fā)光均勻性、一致性變差，所以LED燈具散熱設(shè)計(jì)很關(guān)鍵。

2.LED燈具防爆設(shè)計(jì)的原理及方法

  1）.隔爆型防爆LED燈具的設(shè)計(jì)

     隔爆是我們最常見的防爆類型。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，這是最常用的一種方式。隔爆是利用外殼進(jìn)行保護(hù)的一種保護(hù)方式，這種保護(hù)方式的特點(diǎn)是考慮因素較其他常用的防爆型，受限制要少，只考慮外殼的設(shè)計(jì)就好。要設(shè)計(jì)好的隔爆型LED燈具，還需考慮：

  A.燈具的散熱方式。LED燈的散熱原理是：用銅基熱襯，再連接到鋁基散熱器上，晶粒與熱襯之間以錫片焊作為連接，這種散熱方式效果較好，性價(jià)比較高。對(duì)于單顆LED光源，只有銅基熱襯。所以在設(shè)計(jì)隔爆型LED燈具，要考慮有鋁基散熱器，最好將鋁基散熱器做為燈具的外殼。

  B.隔爆燈具的結(jié)構(gòu)形式。由于散熱問題，所以LED的散熱片最好與燈成一體，特別是大功率的LED燈具。因此，開關(guān)控制反饋電路應(yīng)放置在另一腔體內(nèi)。

  C.光源的照射角度。LED光源的照射角度為120°，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮燈具的照射范圍。

2）.增安型LED燈具的設(shè)計(jì)

  設(shè)計(jì)增安型LED燈具主要考慮：常態(tài)和故障狀態(tài)下的安全問題。需考慮：光源玻璃破了后光源內(nèi)部的情況，其次是燈座，鎮(zhèn)流器的時(shí)效情況，還應(yīng)考慮電氣距離和爬電距離。

設(shè)計(jì)增安型LED燈具的防爆保護(hù)時(shí)，應(yīng)充分考慮其溫升的型式，進(jìn)行分析，從而確定是否達(dá)到1.5倍安全系數(shù)的要求。還可將LED燈具的開關(guān)控制器件在其失效后，光源的溫度或其他危害仍能滿足要求。

2）.本安型防爆燈具的設(shè)計(jì)

     本質(zhì)安全型防爆燈具的設(shè)計(jì)要考慮這種保護(hù)類型的原理。本質(zhì)安全型是從能量上來控制，從而保證受本安保護(hù)的電路或器件不產(chǎn)生危險(xiǎn)能量的火花、溫度燈。所以設(shè)計(jì)思路是：保護(hù)電路不讓危險(xiǎn)能量傳過去。