基于SP6648的新型矿灯设计

　　矿灯是煤矿矿工必备的井下照明灯具，在矿工井下作业中起到十分重要的作用，被称为“矿工的眼睛”。矿灯属于特殊型防爆产品，其安全性能和质量与煤矿安全生产息息相关。近年来，由于矿灯使用管理不善以及电源内部设计问题而诱发的瓦斯煤尘爆炸事故屡屡发生，造成重大损失和恶劣的社会影响，这使得国家对矿灯的安全问题越发重视，并从电源、材料、通信等多个方面来考虑和研究安全问题。

　　国家煤矿安全委员会针对矿灯安全制定了一些标准和要求，主要包括：1. 矿灯的设计电路中所有的电压必须小于8V，包括输入电压、输出电压和变换所需的中间电压。2. 矿灯的灯必须是主副两组，而且是完全独立控制的。主灯用于大部分时间的照明应用，电流较大且要求工作时间不低于11小时，副灯在主灯不能工作时而辅助工作，一般电流较小且要求时间不低

　　于30小时。3. 特殊的应用环境要求所有的控制电路不能在工作时产生电弧或者电火花，以避免瓦斯爆炸。

　　矿灯用的电池最早是铅酸电池，但由于体积大、重量大、容量小，铅酸电池很快就退出了这个舞台。接着，锂离子电池的快速发展以及锂离子电池相对于传统铅酸电池在体积和容量上的优势，使得大部分的矿灯生产和设计厂商都选用锂离子电池作为矿灯的电源。这种普通的锂电池大多采用钴酸锂和锰酸锂作为正极材料，在短路和撞击时有可能发生冒火和爆炸，在过充和滥放时会由于电池热释放或热失控而引起电池燃烧。

　　近年来一种新兴的磷酸铁锂电池迅速成长起来。磷酸铁锂电池采用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料，是通过滥用测试的真正安全电池。LiFePO4耐高温、遇热不分解，在电池过充或短路的情况下物理和化学特性非常稳定。当电池滥用时，LiFePO4不会因热释放或热失控而引起电池燃烧。电池在3A 5V下过充，电池温度不会超过55℃，非常安全。当进行热箱测试时，在加温到130℃的5~8小时的过程中，电池温度几乎与箱温一致，不会出现内部短路。当被挤压与针刺时，温度不会超过110℃。具有橄榄石型结构的LiFePO4能满足高安全、高容量、高功率锂电池的需要。LiFePO4无毒、环境友好、原料丰富、比容量高、充放电平稳、循环性能好、热稳定性高、安全可靠，采用该材料制造的锂离子电池非常适用于对安全性、循环寿命、功率特性、使用成本有很高要求的电池应用领域。