大功率白光 LED

在特种工作灯具中的应用

摘 要摘 要 大功率白光大功率白光 LEDLED 作为第四代电光源，赋有“绿作为第四代电光源，赋有“绿

色照明光源”之称，具有体积小、安全低电压、寿命色照明光源”之称，具有体积小、安全低电压、寿命长、电光转换效率高、响应速度快、节能、环保等优长、电光转换效率高、响应速度快、节能、环保等优良特性，必将取代传统的白炽灯、卤钨灯和荧光灯而良特性，必将取代传统的白炽灯、卤钨灯和荧光灯而成为成为 2121 世纪的新一代光源。由于目前世纪的新一代光源。由于目前 LEDLED 在光通量、在光通量、转换效率和成本等方面的制约，因此决定了大功率白转换效率和成本等方面的制约，因此决定了大功率白光光 LEDLED 短期内的应用主要是一些特殊领短期内的应用主要是一些特殊领

域的照明，中长期目标才是通用照明。本文介绍域的照明，中长期目标才是通用照明。本文介绍了大功率白光了大功率白光 LEDLED 在油田、石化、铁路、矿山、在油田、石化、铁路、矿山、部队等特殊行业的特种工作灯具中的应用。部队等特殊行业的特种工作灯具中的应用。

关键词：关键词：大功率 大功率 LED LED 特种工作灯具 防爆特种工作灯具 防爆

大功率白光大功率白光 LEDLED 作为第四代电光源，赋作为第四代电光源，赋有“绿色照明光源”之称，它必将取代传统的白炽有“绿色照明光源”之称，它必将取代传统的白炽灯、卤钨灯和荧光灯而成为灯、卤钨灯和荧光灯而成为 2121 世纪的新一代光源，世纪的新一代光源，特别是同绿色能源特别是同绿色能源——太阳能电池结合起来，白光太阳能电池结合起来，白光LEDLED 将成为一种理想的环保照明。据有关统计数据，将成为一种理想的环保照明。据有关统计数据，19991999 年国内照明行业销售总额为年国内照明行业销售总额为 450450 亿元，亿元， 20002000

年达到年达到 550550 亿元，亿元， 20012001 年突破年突破 680680 亿元，亿元， 20022002 年年高达高达 800800 亿元，连续四年均以亿元，连续四年均以 20%20% 的速度迅猛递增。的速度迅猛递增。据估算，随着据估算，随着

““北京绿色奥运”和各地掀起的“光亮工程”，北京绿色奥运”和各地掀起的“光亮工程”， 20082008

年销售额将超过年销售额将超过 15001500 亿元。在出口方面，近四年的亿元。在出口方面，近四年的平均增长率为平均增长率为 20%20% 以上，以上， 20012001 年出口总额为年出口总额为 4040 亿亿美元，美元， 20022002 年为年为 5050 亿美元，预计亿美元，预计 20052005 年将达年将达 77

00 ～～ 8080 亿美元。亿美元。

传统的白炽灯采用的是热发光技术，传统的白炽灯采用的是热发光技术， 90%90% 的电能以热的电能以热辐射形式散发出来，不仅浪费能源，而且会使室内辐射形式散发出来，不仅浪费能源，而且会使室内外温度升高，增加空调等设施的用电量，在一定程外温度升高，增加空调等设施的用电量，在一定程度上增加了地球的温室效应。而白光度上增加了地球的温室效应。而白光 LEDLED 照明的照明的

耗电量仅为相同亮度白炽灯的耗电量仅为相同亮度白炽灯的 1010 ～～ 20%20% ，普通白，普通白炽灯只能使用炽灯只能使用 10001000 小时，而白光小时，而白光 LEDLED 灯可使用灯可使用100000100000 小时。表小时。表 11 是对白光是对白光 LEDLED 照明市场的经济照明市场的经济和环境效益的分析，由此可见，白光和环境效益的分析，由此可见，白光 LEDLED 作为照作为照明光源拥有巨大的市场潜力和应用前景。 明光源拥有巨大的市场潜力和应用前景。

表表 1 1 白光白光 LEDLED 照明市场的经济和环境效益分析 照明市场的经济和环境效益分析 国

家 /地区

条 件 经济效益 环境效益

美国 取代 55% 白炽灯及 55% 日光灯

每年节省 350 亿美元电费

每 年 减 少7.55 亿 吨 二氧化碳排放量

日本 取代 100% 白炽灯

节省 1 ～ 2 座核电厂发电量

每年节省 10亿公升以上的原油消耗

台湾 取代 25% 白炽灯及 100% 日光灯

节省 110 亿度电，约合 1 座核电厂发电量

大功率白光大功率白光 LEDLED 作为照明光源具有体积作为照明光源具有体积小、耗电小、发热小、寿命长、响应速度快、安全小、耗电小、发热小、寿命长、响应速度快、安全低电压、耐候性好、方向性好等优点，在石油、化低电压、耐候性好、方向性好等优点，在石油、化工、矿山、铁路、部队、汽车、城市景观照明、显工、矿山、铁路、部队、汽车、城市景观照明、显示屏以及体育场馆等具有广泛的应用前景。但是，示屏以及体育场馆等具有广泛的应用前景。但是，由于目前大功率白光由于目前大功率白光 LEDLED 的转换效率还较低，光通的转换效率还较低，光通量较小，成本较高等方面因素的制约，因此大功率量较小，成本较高等方面因素的制约，因此大功率白光白光 LEDLED 短期内的应用主要是一些特殊领域的特种短期内的应用主要是一些特殊领域的特种工作灯具，中长期目标才能是通用照明领域。 工作灯具，中长期目标才能是通用照明领域。

我司是专业开发、生产、销售各种便携式、我司是专业开发、生产、销售各种便携式、移动式、固定式工作灯具和照明工程系统的企业，移动式、固定式工作灯具和照明工程系统的企业，产品已广泛地运用于石油、化工、铁路、电力、消产品已广泛地运用于石油、化工、铁路、电力、消防、公安、部队等行业，受到了广大用户的一致好防、公安、部队等行业，受到了广大用户的一致好评，成为国内许多著名企业的入网供应商和合作伙评，成为国内许多著名企业的入网供应商和合作伙伴。所谓工作灯具，是指能够在各种严酷恶劣的现伴。所谓工作灯具，是指能够在各种严酷恶劣的现场环境中可靠工作，具有良好的耐高低温性能（场环境中可靠工作，具有良好的耐高低温性能（ --

4040 ～～ 70℃70℃ ）、良好的防腐蚀能力、良好的防水和）、良好的防腐蚀能力、良好的防水和防尘防尘

性能、抗剧烈振动和强力冲击及可靠的安全性能和性能、抗剧烈振动和强力冲击及可靠的安全性能和工作性能的灯具，以满足人们的工作照明需要和应工作性能的灯具，以满足人们的工作照明需要和应急照明需要。 急照明需要。

11 、大功率白光、大功率白光 LEDLED 在防爆灯具中的应用在防爆灯具中的应用

防爆灯具是指为了防止点燃周围爆炸性混防爆灯具是指为了防止点燃周围爆炸性混合物如爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境、瓦斯气合物如爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境、瓦斯气体等而采取的各种特定措施的灯具。防爆灯具的其体等而采取的各种特定措施的灯具。防爆灯具的其中一个非常重要的防爆原理就是限制与爆炸性气体、中一个非常重要的防爆原理就是限制与爆炸性气体、爆炸性粉尘接触的外壳表面、零部件表面或电子元爆炸性粉尘接触的外壳表面、零部件表面或电子元器件表面的温度以及限制电气接触表面温度低于其器件表面的温度以及限制电气接触表面温度低于其最小点燃温度或引燃温度。由于最小点燃温度或引燃温度。由于 LEDLED 属于固态冷属于固态冷光源，光源，

具有电光转换效率高、发热量小、耗电量小、工作具有电光转换效率高、发热量小、耗电量小、工作电压属安全低电压、使用寿命长等优点，因此大功电压属安全低电压、使用寿命长等优点，因此大功率白光率白光 LEDLED 是防爆灯具，特别是便携式防爆灯具是防爆灯具，特别是便携式防爆灯具的一种非常理想的电光源。我司开发的的一种非常理想的电光源。我司开发的 BFC8180BFC8180

和和 BFC8181BFC8181 固态免维护节能防爆灯和固态免维护节能防爆灯和 JW7300JW7300 微型微型防爆电筒等就是采用防爆电筒等就是采用 LEDLED 作为光源的防爆灯具，作为光源的防爆灯具，防爆等级均为隔爆型最高等级防爆等级均为隔爆型最高等级 d C T6Ⅱd C T6Ⅱ ，可在各种，可在各种防爆要求较高的易燃易爆场所安全工作。 防爆要求较高的易燃易爆场所安全工作。

BFC8180BFC8180 固态免维护节能防爆灯固态免维护节能防爆灯 JW7300JW7300 微型防爆电筒微型防爆电筒

22 、大功率白光、大功率白光 LEDLED 在矿灯中的应用在矿灯中的应用

矿灯属于矿灯属于ⅠⅠ类即矿用防爆灯具。矿灯由于戴在头盔类即矿用防爆灯具。矿灯由于戴在头盔上使用且使用频率很高，每天工作时间也长达上使用且使用频率很高，每天工作时间也长达 1212

小时以上，因此对灯具的重量和灯泡的光通量、照小时以上，因此对灯具的重量和灯泡的光通量、照度、放电时间及使用寿命都有较高的要求，而这些度、放电时间及使用寿命都有较高的要求，而这些指标之间往往是互相矛盾的，如要求灯泡的光通量指标之间往往是互相矛盾的，如要求灯泡的光通量大、照度高，则需要提高灯泡的色温或增大灯泡的大、照度高，则需要提高灯泡的色温或增大灯泡的功率，但提高灯泡色温会大幅度降低其使用寿命，功率，但提高灯泡色温会大幅度降低其使用寿命，

灯泡更换频繁，增大了安全隐患。而增大灯泡的功灯泡更换频繁，增大了安全隐患。而增大灯泡的功率则必然要加大电池的容量以保证矿灯的连续工作率则必然要加大电池的容量以保证矿灯的连续工作时间，其结果是导致灯具体积和重量加大，给矿工时间，其结果是导致灯具体积和重量加大，给矿工的携带和工作带来不便，因此目前矿灯使用的白炽的携带和工作带来不便，因此目前矿灯使用的白炽灯泡是一个制约矿灯的改进和发展的关键因素。由灯泡是一个制约矿灯的改进和发展的关键因素。由于大功率白光于大功率白光 LEDLED 具有体积小、发光效率高、耗电具有体积小、发光效率高、耗电量小、使用寿命长等优点，使得这一难题可以得到量小、使用寿命长等优点，使得这一难题可以得到很好地解决。我司已经开发出用进口大功率很好地解决。我司已经开发出用进口大功率 LEDLED 为为光源的光源的 KL4LMKL4LM （（ BB ）型矿灯并受到了矿山用户的）型矿灯并受到了矿山用户的一一

致肯定和好评。致肯定和好评。 KL4LMKL4LM （（ BB）型矿灯具有如下优点：）型矿灯具有如下优点：

11）采用最先进的第四代固态光源，使用寿命 ）采用最先进的第四代固态光源，使用寿命

长达长达 1010万小时，一改传统矿灯使用的第一万小时，一改传统矿灯使用的第一

代白炽灯光源灯泡易损的致命弱点，可完代白炽灯光源灯泡易损的致命弱点，可完

全保证在矿灯的寿命期内不用更换灯泡，全保证在矿灯的寿命期内不用更换灯泡，

不仅消除了由此带来的事故隐患，还可为不仅消除了由此带来的事故隐患，还可为

22）点灯开始时照度（）点灯开始时照度（ 11米处）高达米处）高达 1200lux1200lux ，，

点灯点灯 1111 小时后照度仍大于小时后照度仍大于 600lux600lux ，等于，等于国国

家标准照度要求的家标准照度要求的 33倍，有效地改善了矿倍，有效地改善了矿工工

的工作条件。的工作条件。

33）新型高能聚合物电池，比传统的铅酸蓄电）新型高能聚合物电池，比传统的铅酸蓄电

池体积小，容量大，使用寿命长，不需维池体积小，容量大，使用寿命长，不需维

护，不污染环境。一次充满电后连续照护，不污染环境。一次充满电后连续照明明

时间不低于时间不低于 1515 小时，比国家标准高小时，比国家标准高 44 小时。小时。

44）彻底改变了传统矿灯灯头与电池的分体结）彻底改变了传统矿灯灯头与电池的分体结

构模式，重量小于构模式，重量小于 200g200g ，是传统矿灯重量 ，是传统矿灯重量

的的 1/101/10 ，体积只有传统矿灯的，体积只有传统矿灯的 1/81/8 ，去掉了 ，去掉了

繁琐和不安全因素的电缆，佩戴十分轻便。繁琐和不安全因素的电缆，佩戴十分轻便。

55）外壳按照）外壳按照 IP65IP65 标准，采用抗冲击的优质工标准，采用抗冲击的优质工

程材料和高科技表面处理，确保在程材料和高科技表面处理，确保在各种潮各种潮

湿、粉尘及腐蚀性环境中能可靠工湿、粉尘及腐蚀性环境中能可靠工作，克作，克

服了普通矿灯服了普通矿灯 IP54IP54 防护标准过低的防护标准过低的缺陷。 缺陷。

KL4LMKL4LM （（ BB）型矿灯）型矿灯

33、大功率白光、大功率白光 LEDLED在部队特种灯具中的应 在部队特种灯具中的应

用用

部队用灯具由于使用环境条件特殊，对灯具部队用灯具由于使用环境条件特殊，对灯具的可靠性要求非常高，要求灯具具有耐热（的可靠性要求非常高，要求灯具具有耐热（ +50+50 ～～70℃70℃）、耐寒（）、耐寒（ -40-40 ～～ -50℃-50℃）、抗冲击、使用寿命）、抗冲击、使用寿命长、重量轻、体积小等特点，传统的以白炽灯为光源长、重量轻、体积小等特点，传统的以白炽灯为光源的灯具已不能满足部队使用要求，而的灯具已不能满足部队使用要求，而 LEDLED 由于体由于体

小、耗电小、发热小、寿命长、响应速度快、安全小、耗电小、发热小、寿命长、响应速度快、安全低电压、耐候性好，再加上低电压、耐候性好，再加上 LEDLED 属冷光源，无红属冷光源，无红外辐射，方向性好，便于隐蔽，是部队用灯具的一外辐射，方向性好，便于隐蔽，是部队用灯具的一种非常理想的光源。另外，在边防、海岛和西藏等种非常理想的光源。另外，在边防、海岛和西藏等高原、边远地区的固定照明，供电条件不便，而使高原、边远地区的固定照明，供电条件不便，而使用太阳能电池为电源，不需长距离的高压输变电线用太阳能电池为电源，不需长距离的高压输变电线路，可节省大量的能源消耗和输变电费用，因此太路，可节省大量的能源消耗和输变电费用，因此太阳能电池与阳能电池与 LEDLED 集成照明系统是一种典型的环保集成照明系统是一种典型的环保照明系统。 照明系统。

44 、大功率、大功率 LEDLED 在其它特种工作灯具中的应在其它特种工作灯具中的应

用用

LEDLED 是一种场致发光光源，其发光原理是在是一种场致发光光源，其发光原理是在 P-NP-N

结两端加上正向电压，则结两端加上正向电压，则 PP 区中空穴会流向区中空穴会流向 NN 区；区；而而 NN 区中的电子会流向区中的电子会流向 PP 区。随着少数载流子和多区。随着少数载流子和多数载流子的复合放出能量，其中一部分能量转化为数载流子的复合放出能量，其中一部分能量转化为热，另一部分能量转化为光。热，另一部分能量转化为光。 LEDLED 的发光颜色决的发光颜色决定于基定于基

体和渗杂的材料，除白光外基本上都是较纯的单色体和渗杂的材料，除白光外基本上都是较纯的单色光，光色容易控制，因此可广泛地应用于各种交通光，光色容易控制，因此可广泛地应用于各种交通信号灯、手信号灯、显示屏等。传统的铁路手持信信号灯、手信号灯、显示屏等。传统的铁路手持信号灯采用普通白炽灯泡或充气白炽灯泡作为光源，号灯采用普通白炽灯泡或充气白炽灯泡作为光源，通过红色、绿色、黄色的聚碳酸酯滤色片产生相应通过红色、绿色、黄色的聚碳酸酯滤色片产生相应的红色信号、绿色信号、黄色信号，一方面在聚碳的红色信号、绿色信号、黄色信号，一方面在聚碳酸酯加工成型过程中添加色粉量很难准确控制，导酸酯加工成型过程中添加色粉量很难准确控制，导致产生的信号颜色不纯正，另一方面聚碳酸酯在长致产生的信号颜色不纯正，另一方面聚碳酸酯在长

期使用后，特别是在太阳光照射下会降解发黄，影期使用后，特别是在太阳光照射下会降解发黄，影响信号的颜色。而且白炽灯泡使用寿命只有十几个响信号的颜色。而且白炽灯泡使用寿命只有十几个小时，更换频繁，连续工作时间也达不到所要求的小时，更换频繁，连续工作时间也达不到所要求的1010 小时以上，灯具也较重，携带不便。目前国内已小时以上，灯具也较重，携带不便。目前国内已经有很多厂家采用红色、绿色、黄色经有很多厂家采用红色、绿色、黄色 LEDLED 作为信作为信号光源，也有一些厂家采用多个超高亮白色号光源，也有一些厂家采用多个超高亮白色 LEDLED

作为白色光源，但是白光由于光效低、功率小，照作为白色光源，但是白光由于光效低、功率小，照度不够，因此仅能作为信号使用而不能起到工作照度不够，因此仅能作为信号使用而不能起到工作照明作用。明作用。

我司已经开发出采用以我司已经开发出采用以 1W LED1W LED 作为白作为白光信号光信号 // 照明光源，超高亮红色、绿色、黄色照明光源，超高亮红色、绿色、黄色 LEDLED

作为信号光源的作为信号光源的 MSL4720MSL4720 多功能袖珍信号灯，具多功能袖珍信号灯，具有高效长寿，低耗节能，可靠耐用，携带方便等特有高效长寿，低耗节能，可靠耐用，携带方便等特点，可满足铁路行业各种环境和条件的工作需要。点，可满足铁路行业各种环境和条件的工作需要。

MSL4720MSL4720 多功能袖珍信号灯多功能袖珍信号灯

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