關于LED燈具的防爆設計

1. LED（Light Emitting Diode）燈(deng)具主(zhu)要包括兩個部分：發光體和控制開關電路。

1）.發光(guang)(guang)體(ti)是(shi)發光(guang)(guang)二極(ji)管,一種(zhong)特殊的半導體材料，其特點(dian)是：固(gu)態(tai)，強度較(jiao)好，可以將電(dian)能轉(zhuan)化為光能。

   2）. 二極管主要(yao)部分是一(yi)個(ge)晶片，晶片被(bei)固封在強度較(jiao)好的樹脂中，二極管固定(ding)在一(yi)個(ge)支架上(shang)，一(yi)端是正(zheng)極，另一(yi)端是負極。

   3）.半導體(ti)晶(jing)體(ti)分為：P型半導(dao)體，在它(ta)內部(bu)空穴占主導(dao)地(di)位；

                      N型半導(dao)(dao)體，在內部電子占主導(dao)(dao)地位。

      形成(cheng)PN結(jie)，PN結(jie)端電(dian)壓構成一定電(dian)勢時，會出(chu)(chu)現大量(liang)電(dian)子(zi)(zi)(zi)向(xiang)空(kong)穴移動，電(dian)子(zi)(zi)(zi)與空(kong)穴復(fu)合(he)，其能量(liang)會以光子(zi)(zi)(zi)的(de)方式發出(chu)(chu)，這就是LED燈的發光(guang)原理。

   4）.根據其(qi)發光原理來看，這是(shi)(shi)一款很好的(de)冷(leng)光源，影響它的(de)主要是(shi)(shi)電流(liu)和(he)電壓。因(yin)此LED燈具中LED光源的控(kong)制電路主要從這兩方面考慮。

   其控制原理上多有開關電源電路+反(fan)饋電(dian)路這樣的(de)形式(shi)構(gou)成，反(fan)饋電(dian)路從負(fu)載處取樣后對開關(guan)電(dian)路進行脈沖(chong)的(de)占空比(bi)調(diao)整(zheng)或頻率調(diao)整(zheng)，已達(da)到控制開關(guan)電(dian)路輸(shu)出(chu)的(de)目的(de)。                    

   5）.LED屬(shu)電流(liu)控制型器件(jian)，負載特性類似PN結的UI曲線，正向(xiang)導通電壓的(de)極小變化會引起正向(xiang)電流的(de)很大變化（指數級別(bie)）。LED消(xiao)耗的能量，一(yi)部分轉化為光能，剩下的轉化為熱能，使(shi)結(jie)溫升高(gao)。溫度升高(gao)，會(hui)使(shi)電子與空(kong)穴復合效(xiao)率下降，發光強度減小。加上環境(jing)溫度影響，LED主波長(chang)就會紅移，亮(liang)度(du)會下降發光均勻性、一致性變差，所以(yi)LED燈具(ju)散熱設計很關鍵。

2.LED燈具防爆設計的(de)原理及方法

  1）.隔爆型防(fang)爆LED燈具的設計

     隔爆(bao)是(shi)(shi)我(wo)們最(zui)常見的防(fang)爆(bao)類型。在進行產品(pin)設計時，這是(shi)(shi)最(zui)常用(yong)(yong)的一(yi)種方(fang)式。隔爆(bao)是(shi)(shi)利用(yong)(yong)外殼進行保護的一(yi)種保護方(fang)式，這種保護方(fang)式的特(te)點是(shi)(shi)考慮因素較其他常用(yong)(yong)的防(fang)爆(bao)型，受限制(zhi)要少，只考慮外殼的設計就好。要設計好的隔爆(bao)型LED燈具，還需考慮(lv)：

  A.燈具的(de)散(san)熱方(fang)式。LED燈的散(san)熱(re)(re)(re)原(yuan)理(li)是(shi)：用銅基熱(re)(re)(re)襯，再連接(jie)到鋁基散(san)熱(re)(re)(re)器上，晶粒與熱(re)(re)(re)襯之間以錫片焊作為連接(jie)，這種散(san)熱(re)(re)(re)方式效果(guo)較(jiao)好，性價比較(jiao)高。對于單(dan)顆LED光源，只有銅基(ji)熱襯。所以(yi)在設計(ji)隔爆型LED燈具，要(yao)考(kao)慮有鋁基(ji)散熱器，最好將(jiang)鋁基(ji)散熱器做為(wei)燈具的外(wai)殼。

  B.隔爆燈具的結構(gou)形式。由于散熱問題，所以LED的(de)散熱(re)片(pian)最好與燈成一(yi)體，特別(bie)是大功率的(de)LED燈具。因此(ci)，開關(guan)控制反饋電(dian)路應放(fang)置在另(ling)一腔體內。

  C.光源(yuan)的(de)照(zhao)射角度。LED光源的照射角度為120°，所以設計(ji)時應考慮(lv)燈具的照(zhao)射(she)范圍。

2）.增安型LED燈具(ju)的(de)設計

  設計增安型LED燈具主要考慮(lv)：常態和(he)故障狀態下的(de)(de)安(an)全問題。需考慮(lv)：光源玻璃破了(le)后(hou)光源內(nei)部的(de)(de)情(qing)況，其次是(shi)燈座(zuo)，鎮流器(qi)的(de)(de)時效(xiao)情(qing)況，還應考慮(lv)電氣距離(li)和(he)爬電距離(li)。

設計(ji)增安型LED燈具的防爆保(bao)護時，應充分(fen)(fen)考慮其溫升的型式，進行(xing)分(fen)(fen)析(xi)，從而確定是否(fou)達到1.5倍安全(quan)系數的(de)要(yao)求(qiu)。還可將(jiang)LED燈具的開關控制(zhi)器件(jian)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(fang)爆燈(deng)具的設計

     本(ben)質(zhi)安(an)全(quan)型(xing)防爆燈(deng)具的設計要考慮這種(zhong)保(bao)護(hu)類(lei)型(xing)的原理。本(ben)質(zhi)安(an)全(quan)型(xing)是(shi)從能量(liang)上來控(kong)制，從而(er)保(bao)證受本(ben)安(an)保(bao)護(hu)的電(dian)路(lu)或器件(jian)不產生(sheng)危(wei)險(xian)能量(liang)的火(huo)花、溫度燈(deng)。所以設計思路(lu)是(shi)：保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)不讓(rang)危(wei)險(xian)能量(liang)傳過去。