手电筒电路及手电筒的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种手电筒电路，包括电源、发光组件和用于控制所述发光组件发光或熄灭的开关，还包括光敏调控电路，光敏调控电路包括光敏开关和发光元件，光敏开关的输入端连接所述电源正极，输出端与所述发光元件一端连接，发光元件的另一端接地，光敏开关在光照强度高于阈值时关断，在光照强度低于所述阈值时导通。本发明还涉及一种手电筒。本发明放置在背景光强度很强的环境中，例如在白天时，光敏开关在强光下关断，发光元件不发光。当背景光强度变弱如到晚上后，光照强度满足光敏开关的导通条件，此时发光元件得电发光，在黑暗的环境中方便寻找。
【专利说明】手电筒电路及手电筒
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明工具，特别是涉及一种手电筒电路，还涉及一种手电筒。
【背景技术】
[0002]手电筒作为一种常用的照明工具，一个典型的手电筒有一个经由电池供电的灯泡和聚焦反射镜，并有供手持用的手把式外壳，手电筒因其相当简单的设计，便于使用及携带，已成为人们日常生活中必不可少的移动照明设备之一。
[0003]传统的手电筒包括灯头、灯筒、尾盖、电池、灯泡和开关，内部设有聚焦反射镜的灯头连接在灯筒的前端并覆盖在灯泡外部用于保护灯泡和聚光。电池设置在灯筒内用于给灯泡供电，尾盖连接在灯筒后端用来固定电池，尾盖上还设置有充电插头给电池充电。开关设置在灯筒上，连接灯泡和电池用于控制灯泡与电池的接通和断开。
[0004]然而，这种传统的手电筒当被放置在黑暗的环境中时，很不便于寻找。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种在黑暗环境中也便于寻找到的手电筒及其电路。
[0006]一种手电筒电路，包括电源、发光组件和用于控制所述发光组件发光或熄灭的开关，还包括光敏调控电路，所述光敏调控电路包括光敏开关和发光元件，所述光敏开关的输入端连接电源正极，输出端与所述发光元件一端连接，所述发光元件的另一端接地，所述光敏开关在光照强度高于阈值时关断，在光照强度低于所述阈值时导通。
[0007]在其中一个实施例中，所述光敏开关包括第一开关管、第一分压电阻及光敏电阻，所述第一开关管的输入端为所述光敏开关的输入端，所述第一开关管的输出端为所述光敏开关的输出端，所述光敏电阻连接在所述第一开关管的输入端与控制端之间，所述第一开关管的控制端通过所述第一分压电阻接地。
[0008]在其中一个实施例中，所述光敏调控电路包括限流电阻，所述限流电阻串联设置在所述发光元件的负极。
[0009]在其中一个实施例中，所述手电筒电路包括控制电路和第二开关管，所述开关是轻触开关，所述控制电路的输入端与所述电源连接，用于采集所述电源的电压值，所述控制电路的控制端与所述轻触开关连接，用于采集所述轻触开关的闭合次数，所述控制电路的输出端与所述第二开关管的控制端连接，所述控制电路根据所述闭合次数由控制电路的输出端输出控制信号控制所述第二开关管的导通和截止，所述控制信号在所述电源的电压值低于设定阈值时为PWM (脉冲宽度调制)信号。所述第二开关管的输入端与所述发光组件连接，输出端接地。
[0010]在其中一个实施例中，所述控制电路包括第二分压电阻、第三分压电阻、上拉电阻和控制芯片，所述第二分压电阻与所述第三分压电阻串联，所述控制芯片的输入端口为所述控制电路的输入端且与所述第二分压电阻和第三分压电阻的公共端连接，所述第二分压电阻的另一端与所述电源的正极连接，所述第三分压电阻的另一端接地；所述上拉电阻与所述轻触开关串联并与所述电源连接，所述控制芯片的控制端口为所述控制电路的控制端并与所述上拉电阻和轻触开关的公共端连接，所述轻触开关的另一端接地；所述控制芯片的接地端口接地，所述控制芯片的输出端口为所述控制电路的输出端，所述控制芯片的电源端口与所述电源的正极连接。
[0011]在其中一个实施例中，所述手电筒电路包括用于为所述发光组件提供恒定电流的恒流芯片，所述恒流芯片的电源端口与电源的正极连接，所述恒流芯片的接地端口与所述第二开关管的输入端连接，所述恒流芯片的输出端口与所述发光组件连接。
[0012]一种手电筒，包括灯头、灯筒和尾盖，所述灯头连接于所述灯筒的前端，所述尾盖连接于所述灯筒后端，还包括上述任意一种手电筒电路，所述发光组件设于所述灯头内，所述光敏开关和所述发光兀件外露于所述手电筒的外表面。
[0013]在其中一个实施例中，所述尾盖包括尾盖壳、固定支架、导电帽和压缩弹簧，所述固定支架固定在所述尾盖壳内，所述导电帽通过所述压缩弹簧与所述固定支架连接，所述导电帽与所述电源的负极抵接；所述光敏调控电路固定设置在光敏印制电路板上，所述光敏印制电路板固定在所述固定支架上，所述光敏开关和所述发光元件可视地设置于所述手电筒上。
[0014]在其中一个实施例中，所述灯头包括灯头壳、固定板、聚光罩、透明保护层和开关按钮，所述固定板固定设置在所述灯头壳内，所述发光组件固定在发光印制电路板上，所述发光印制电路板固定在所述固定板上，所述聚光罩固定在所述固定板上且套设于所述发光组件的外部，所述透明保护层固定在所述灯头壳前端，所述开关按钮突出于所述灯头的外表面，用于控制所述开关的断开与闭合。
[0015]在其中一个实施例中，所述发光组件包括主光源和警示光源，所述开关包括主开关和警示开关，所述开关按钮包括主按钮和警示按钮，所述主按钮通过所述主开关控制所述主光源的导通和关断，所述警示按钮通过所述警示开关控制所述警示光源的导通和关断。
[0016]上述手电筒，当放置在背景光强度很强的环境中，例如在白天时，光敏开关在强光下关断，发光元件不发光。当背景光强度变弱如到晚上后，光照强度满足光敏开关的导通条件，此时发光元件得电发光，在黑暗的环境中方便寻找。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为一实施例中手电筒的电路结构图；
[0018]图2为一实施例中手电筒的电路原理图；
[0019]图3为一实施例中手电筒的结构示意图；
[0020]图4为图3中沿A-A线的剖面示意图；
[0021]图5为另一实施例中手电筒外观图；
[0022]图6为一实施例中手电筒灯头的结构示意图；
[0023]图7为一实施例中手电筒尾盖的结构示意图；
[0024]图8为一实施例中手电筒尾盖的局部剖视图。
【具体实施方式】[0025]一种手电筒电路，如图1所示，包括电源BT、发光组件、开关SW和光敏调控电路110。光敏调控电路110包括光敏开关112和发光兀件,在本实施例中发光组件和发光兀件均采用发光二极管，在其他实施例中也可采用灯泡等其他发光器件，发光组件为发光二极管LED1,发光兀件为发光二极管LED2。开关SW用于控制发光二极管LEDl发光或熄灭,光敏开关112的输入端连接电源BT的正极，输出端与发光二极管LED2的正极连接，发光二极管LED2的负极接地，光敏开关112在光照强度高于阈值时关断，在光照强度低于阈值时导通。
[0026]上述手电筒电路，当放置在背景光强度很强的环境中，例如在白天时，光敏开关112在强光下关断，发光二极管LED2不发光。当背景光强度变弱如到晚上后，光照强度满足光敏开关112的导通条件，此时发光二极管LED2得电发光。
[0027]其中，如图2所示，光敏开关112包括第一开关管、第一分压电阻R3及光敏电阻R4，本实施例中第一开关管采用P沟道MOS管Q2，P沟道MOS管Q2的源极为光敏开关112的输入端，漏极为光敏开关112的输出端，光敏电阻R4连接在P沟道MOS管Q2的源极与栅极之间，P沟道MOS管Q2的栅极通过第一分压电阻R3接地。当背景光强度很强时光敏电阻R4阻值很小，P沟道MOS管Q2处于截止状态，发光二极管LED2不发光；当背景光强度减弱时，光敏电阻R4阻值增大，P沟道MOS管Q2栅极的电位逐渐降低，当光敏电阻R4的阻值增大到一定程度时，P沟道MOS管Q2的栅源电压Vgs达到导通条件，P沟道MOS管Q2导通，发光二极管LED2得电发光。
[0028]在其他实施例中可用PNP型三极管代替P沟道MOS管Q2，还可以将P沟道MOS管Q2和光敏电阻R4用光敏三极管来代替。
[0029]在其中一个实施例中，光敏调控电路110还包括限流电阻R5，限流电阻R5串联设置在发光二极管LED2的负极。由于有限流电阻R5，流过发光二极管LED2的电流可以控制在较小的范围，使发光二极管LED2发出弱光能起到提示作用即可，避免浪费电池电量。
[0030]在其中一个实施例中，如图1所示，手电筒电路还包括控制电路120和第二开关管130，开关SW采用轻触开关。
[0031]控制电路120的输入端与电源BT连接，用于采集电源BT的电压值，控制电路120的控制端与轻触开关SW连接，用于采集轻触开关SW的闭合次数，控制电路120的输出端与第二开关管130的控制端连接，控制电路120根据轻触开关SW的闭合次数由控制电路120的输出端输出控制信号控制第二开关管130的导通和截止，且控制电路120的输出端输出的控制信号在电源BT的电压值低于设定阈值时为PWM信号。第二开关管130的输入端与发光二极管LEDl的负极连接，输出端接地。
[0032]控制电路120通过采集轻触开关SW的闭合次数输出控制信号控制第二开关管130的导通和截止，进而控制发光二极管LEDl得电和失电。在一个实施例中，控制电路120在第一次接收到轻触开关SW的闭合信号时输出高电平，第二开关管130导通，发光二极管LEDl得电发光；控制电路120第二次接收到轻触开关SW的闭合信号时输出低电平，第二开关管130关断，发光二极管LEDl失电不发光。当控制电路120第三次接收到闭合信号时再次输出高电平，如此循环就可以根据轻触开关SW的闭合次数控制发光二极管LEDl是否得电。可以理解的，控制电路120也可以是在采集到奇数次开关SW的闭合信号时输出低电平，偶数次时输出高电平，或者其它的控制方式。当控制电路120检测到电源BT的电压值低于设定阈值时，输出的控制信号是频率较低的PWM信号，第二开关管130不断导通和关断，此时发光二极管LEDl因为不断得电和失电而闪烁，发出警报信号提示用户充电。
[0033]在其中一个实施例中，如图2所示，控制电路120包括第二分压电阻R6、第三分压电阻R7、上拉电阻Rl和控制芯片Ul。控制芯片Ul可选择Attinyl2、Attinyl3等，控制芯片Ul内部有一个IObit的A / D转换器。本实施例中，第二分压电阻R6与第三分压电阻R7串联，控制芯片Ul的输入端口 PB3为控制电路120的输入端且与第二分压电阻R6和第三分压电阻R7的公共端连接，第二分压电阻R6的另一端与电源BT的正极连接，第三分压电阻R7的另一端接地。上拉电阻Rl与轻触开关SW串联并与电源BT连接，控制芯片Ul的控制端口 PBO为控制电路120的控制端并与上拉电阻Rl和轻触开关SW的公共端连接，轻触开关SW的另一端接地。控制芯片Ul的接地端口 GND接地，控制芯片Ul的输出端口 PBl为控制电路120的输出端，控制芯片Ul的电源端口 VCC与电源BT的正极连接。第二开关管130采用NPN型三极管Ql，三极管Ql的基极为第二开关管130的控制端且通过驱动电阻R2与控制芯片Ul的输出端口 PBl连接，三极管Ql的集电极为第二开关管130的输入端，三极管Ql的发射极为第二开关管130的输出端。在其他实施例中还可以用N沟道MOS管代替三极管Ql。
[0034]轻触开关SW断开时，控制端口 PBO通过上拉电阻Rl与电源BT的正极相连，控制端口 PBO呈现高电位。一旦轻触开关SW闭合，控制端口 PBO将会呈现低电位，因此轻触开关SW闭合时控制端口 PBO会有一个下降沿，控制芯片Ul检测到控制端口 PBO的下降沿后可以确认有闭合信号输入。控制芯片Ul内部可以对开关次数计数，当轻触开关SW第一次闭合时，输出端口 PBl输出高电平，三极管Ql导通，发光二极管LEDl回路接通，发光二极管LEDl得电发光。当控制芯片Ul第二次检测到闭合信号输入时，输出端口 PBl输出低电平使三极管Ql关断，发光二极管LEDl失电不发光。当控制芯片Ul第三次接收到闭合信号时再次输出高电平，如此循环就可以根据轻触开关SW的闭合次数控制发光二极管LEDl是否得电。输入端口 PB3为A / D转换输入端口，控制芯片Ul通过采样输入端口 PB3的电压值便可间接获得电源BT电压值。如果检测到的电源BT的电压值低于设定阈值，输出端口 PBl就会输出频率较低的PWM信号，三极管Ql不断导通和关断，此时发光二极管LEDl因为不断得电和失电而闪烁，发出警报信号提示用户充电。
[0035]在另一实施例中，如图2所示，手电筒电路还包括用于为发光二极管LEDl提供恒定电流的恒流芯片U2，恒流芯片U2有350mA、300mA等不同的规格可以选择。恒流芯片U2的电源端口 Vdd与电源BT的正极连接，恒流芯片U2的接地端口 gnd与三极管Ql的集电极连接，恒流芯片U2的输出端口 out与发光二极管LEDl的负极连接。控制芯片Ul还可以输出PWM信号对三极管Ql进行控制，当控制芯片Ul输出PWM信号时，假设PWM信号的占空比为a，恒流芯片U2的额定恒流值为I，那么流过发光二极管LEDl的实际电流为I*a。a越小负载电流也越小，发光二极管LEDl就越暗。由于采用了专用的恒流芯片U2代替了分立元件搭建的恒流电路，将流过光源的电流控制的更准确和稳定，相应地灯具的照度也更稳定，产品批量的一致性显著提高。恒流芯片U2可选择AMC7150、QX7135等。
[0036]此外,手电筒电路还包括第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2,第一滤波电容Cl 一端与控制芯片的控制端口 PBO连接，另一端接地。第二滤波电容C2 —端与恒流芯片U2的电源端口，另一端与恒流芯片U2的接地端口 gnd连接。[0037]本发明还提供一种手电筒，如图3所示，包括灯头210、灯筒220和尾盖230，并包括上述手电筒电路。灯头210连接于灯筒220的前端，尾盖230连接于灯筒220后端，发光组件设于灯头210内，光敏开关和发光元件可视地设置于所述手电筒上。此处的可视是指可以与来自手电筒外的光线接触而被人眼直接观察到，即光敏开关可以被手电筒外界的光线照射，发光元件发出的光可以被外界观察到。
[0038]上述手电筒，当放置在背景光强度很强的环境中，例如在白天时，光敏开关在强光下关断，发光元件不发光。当背景光强度变弱如到晚上后，光照强度满足光敏开关的导通条件，此时发光元件得电发光，在黑暗的环境中方便寻找。
[0039]在其中一个实施例中，如图3和图4所示，灯头210包括灯头壳211、固定板212、散热片213、聚光罩214和透明保护层215，固定板212固定设置在灯头壳211内，发光组件固定在发光印制电路板310上，发光印制电路板310固定在固定板212上，散热片213设置在发光印制电路板310与固定板212之间，利于加快发光印制电路板310的散热而延长其使用寿命。聚光罩214通过十字槽盘头自攻螺钉410与发光印制电路板310固定且套设于发光组件的外部，聚光罩214与发光印制电路板310也可通过粘合等其他连接方式固定。透明保护层215卡合固定在灯头壳211前端，用于保护发光组件。此外，在透明保护层215与灯头壳211接触处还可以设置用于防水的密封圈216。在灯头壳211上还设置有开关按钮217，用于控制轻触开关218的闭合，开关按钮217也可以设置在手电筒的其他位置。
[0040]在另一实施例中，如图5和图6所示，开关按钮217包括主按钮2172和警示按钮2174，发光组件包括主光源312和警示光源314，轻触开关包括主开关和警示开关，主按钮2172通过主开关控制主光源312的导通和关断，警示按钮2174通过警示开关控制警示光源314的导通和关断。在本实施例中主光源312为发光二极管，警示光源314包括红、黄、绿三种颜色的发光二极管，警示光源314呈环状围绕在主光源312周围。可以用红、黄、绿三种颜色的警示按钮2174分别控制相同颜色的警示光源314，也可以只用一个警示按钮控制所有的警示光源314。在正常情况下只需要导通主光源312就可以作照明使用，当遇到夜晚发生火灾或大雾天气迷路等情况时，便可以打开警示光源314发出求救信号，而且警示光源314比主光源312的穿透力更强，也利于照明逃生。
[0041]在其中一个实施例中，如图4所示，灯筒包括筒壳221、支架222和压板223，支架222与固定板212卡合连接，压板223用十字槽盘头自攻螺钉420固定在支架222上且压板223与筒壳221、尾盖构成一个用于放置电源224的空腔，压板223上设置有导电片225，导电片225与电源224正极抵接。在空腔内还设置有用于固定和保护电源224的压垫226。
[0042]手电筒的尾盖包括尾盖壳231、固定支架232、压缩弹簧233和导电帽234，固定支架232固定在尾盖壳231内，导电帽234通过压缩弹簧233与固定支架232连接，导电帽234与电源224负极抵接。在尾盖壳231于筒壳221接触处还设置有用于防水的环状密封圈 235。
[0043]光敏调控电路固定设置在光敏印制电路板320上，本实施例中光敏印制电路板320设置在尾盖，如图7和图8所示，光敏印制电路板320固定在固定支架232上，尾盖壳231上设置有光感孔3220和发光孔3240，分别用于放置光敏电阻322和发光元件324，发光元件324可采用发光二极管，光敏印制电路板320也可以设置在手电筒的其他位置。如图4所示，在发光元件324与尾盖壳231之间还设置有橡胶圈236，橡胶圈236用于固定和保护发光元件324，且还能起到防水的作用。
[0044]在其中一个实施例中，如图4所示，电源224为可充电电池，在尾盖内设置有充电电板237和充电插座238，充电插座238与充电电板237连接，充电插座238位于充电孔2380内。当需要给电源224充电时，只要将充电插座238与市电连接就可以给电源224进行充电。
[0045]此外,在尾盖壳231上还设置有尾盖开关按钮239,用于开合尾盖。
[0046]在某些实施例中手电筒内还设置有控制电路，如图4所示，控制电路固定设置在控制印制电路板330上，控制印制电路板330固定在固定板212和支架222之间。在其他实施例中控制印制电路板330也可以设置在手电筒的其他位置，控制电路还可以和照明组件固定在同一个印制电路板上。
[0047]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种手电筒电路，包括电源、发光组件和用于控制所述发光组件发光或熄灭的开关，其特征在于，还包括光敏调控电路，所述光敏调控电路包括光敏开关和发光元件，所述光敏开关的输入端连接所述电源的正极，输出端与所述发光元件一端连接，所述发光元件的另一端接地，所述光敏开关在光照强度高于阈值时关断，在光照强度低于所述阈值时导通。
2.根据权利要求1所述的手电筒电路，其特征在于，所述光敏开关包括第一开关管、第一分压电阻及光敏电阻，所述第一开关管的输入端为所述光敏开关的输入端，所述第一开关管的输出端为所述光敏开关的输出端，所述光敏电阻连接在所述第一开关管的输入端与控制端之间，所述第一开关管的控制端通过所述第一分压电阻接地。
3.根据权利要求1所述的手电筒电路，其特征在于，所述光敏调控电路包括限流电阻，所述限流电阻串联设置在所述发光元件的负极。
4.根据权利要求1所述的手电筒电路，其特征在于，所述手电筒电路包括控制电路和第二开关管，所述开关是轻触开关， 所述控制电路的输入端与所述电源连接，用于采集所述电源的电压值，所述控制电路的控制端与所述轻触开关连接，用于采集所述轻触开关的闭合次数，所述控制电路的输出端与所述第二开关管的控制端连接，所述控制电路根据所述闭合次数由控制电路的输出端输出控制信号控制所述第二开关管的导通和截止，所述控制信号在所述电源的电压值低于设定阈值时为脉冲宽度调制信号； 所述第二开关管的输入端与所述发光组件连接，输出端接地。
5.根据权利要求4所述的手电筒电路，其特征在于，所述控制电路包括第二分压电阻、第三分压电阻、上拉电阻和控制芯片，所述第二分压电阻与所述第三分压电阻串联，所述控制芯片的输入端口为所述控制电路的输入端且与所述第二分压电阻和第三分压电阻的公共端连接，所述第二分压电阻的另一端与所述电源的正极连接，所述第三分压电阻的另一端接地；所述上拉电阻与所述轻触开关串联并与所述电源连接，所述控制芯片的控制端口为所述控制电路的控制端并与所述上拉电阻和轻触开关的公共端连接，所述轻触开关的另一端接地；所述控制芯片的接地端口接地，所述控制芯片的输出端口为所述控制电路的输出端，所述控制芯片的电源端口与所述电源的正极连接。
6.根据权利要求5所述的手电筒电路，其特征在于，所述手电筒电路包括用于为所述发光组件提供恒定电流的恒流芯片，所述恒流芯片的电源端口与电源的正极连接，所述恒流芯片的接地端口与所述第二开关管的输入端连接，所述恒流芯片的输出端口与所述发光组件连接。
7.一种手电筒，包括灯头、灯筒和尾盖，所述灯头连接于所述灯筒的前端，所述尾盖连接于所述灯筒后端，其特征在于，还包括权利要求1至6任意一项所述的手电筒电路，所述发光组件设于所述灯头内，所述光敏开关和所述发光元件可视地设置于所述手电筒上。
8.根据权利要求7所述的手电筒，其特征在于，所述尾盖包括尾盖壳、固定支架、导电帽和压缩弹簧，所述固定支架固定在所述尾盖壳内，所述导电帽通过所述压缩弹簧与所述固定支架连接，所述导电帽与所述电源的负极抵接；所述光敏调控电路固定设置在光敏印制电路板上，所述光敏印制电路板固定在所述固定支架上，所述光敏开关和所述发光元件外露于所述尾盖壳的外表面。
9.根据权利要求7所述的手电筒，其特征在于，所述灯头包括灯头壳、固定板、聚光罩、透明保护层和开关按钮，所述固定板固定设置在所述灯头壳内，所述发光组件固定在发光印制电路板上，所述发光印制电路板固定在所述固定板上，所述聚光罩固定在所述固定板上且套设于所述发光组件的外部，所述透明保护层固定在所述灯头壳前端，所述开关按钮突出于所述灯头的外表面，用于控制所述开关的断开与闭合。
10.根据权利要求9所述的手电筒，其特征在于，所述发光组件包括主光源和警示光源，所述开关包括主开关和警示开关，所述开关按钮包括主按钮和警示按钮，所述主按钮通过所述主开关控制所述主光源的导通和关断，所述警示按钮通过所述警示开关控制所述警示光源的导通和关断`
【文档编号】F21V23/04GK103672429SQ201210363760
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月26日 优先权日:2012年9月26日
【发明者】周明杰, 邵贤辉 申请人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司