防爆燈具的分類及防爆LED燈具的設計原理

關于LED燈具的防爆設計

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

1）.發光體是發光二極管,一種特殊的半導體材料，其特點是：固態，強度較好，可以將電能轉化為光能。

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

   3）.半導體晶體分為：P型半導體，在它內部空穴占主導地位；

                      N型半導體，在內部電子占主導地位。

      形成PN結，PN結端電壓構成一定電勢時，會出現大量電子向空穴移動，電子與空穴復合，其能量會以光子的方式發出，這就是LED燈的發光原理。

   4）.根據其發光原理來看，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電源電路+反饋電路這樣的形式構成，反饋電路從負載處取樣后對開關電路進行脈沖的占空比調整或頻率調整，已達到控制開關電路輸出的目的。                    

   5）.LED屬電流控制型器件，負載特性類似PN結的UI曲線，正向導通電壓的極小變化會引起正向電流的很大變化（指數級別）。LED消耗的能量，一部分轉化為光能，剩下的轉化為熱能，使結溫升高。溫度升高，會使電子與空穴復合效率下降，發光強度減小。加上環境溫度影響，LED主波長就會紅移，亮度會下降發光均勻性、一致性變差，所以LED燈具散熱設計很關鍵。

2.LED燈具防爆設計的原理及方法

  1）.隔爆型防爆LED燈具的設計

     隔爆是我們最常見的防爆類型。在進行產品設計時，這是最常用的一種方式。隔爆是利用外殼進行保護的一種保護方式，這種保護方式的特點是考慮因素較其他常用的防爆型，受限制要少，只考慮外殼的設計就好。要設計好的隔爆型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，性價比較高。對于單顆LED光源，只有銅基熱襯。所以在設計隔爆型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.隔爆燈具的結構形式。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，開關控制反饋電路應放置在另一腔體內。

  C.光源的照射角度。LED光源的照射角度為120°，所以設計時應考慮燈具的照射范圍。

2）.增安型LED燈具的設計

  設計增安型LED燈具主要考慮：常態和故障狀態下的安全問題。需考慮：光源玻璃破了后光源內部的情況，其次是燈座，鎮流器的時效情況，還應考慮電氣距離和爬電距離。

設計增安型LED燈具的防爆保護時，應充分考慮其溫升的型式，進行分析，從而確定是否達到1.5倍安全系數的要求。還可將LED燈具的開關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計

     本質安全型防爆燈具的設計要考慮這種保護類型的原理。本質安全型是從能量上來控制，從而保證受本安保護的電路或器件不產生危險能量的火花、溫度燈。所以設計思路是：保護電路不讓危險能量傳過去。