一种运动可充电LED灯泡的制作方法

本发明涉及灯具装置的技术领域，尤其是指一种运动可充电led灯泡。

背景技术：

led手电筒中配备可充电电池，与led灯电连接，用于为led灯提供电源，从而使led手电筒实现照明。

目前，市场上生产一种手摇led手电筒，其可以通过用户手摇的方式对手电筒内的充电电池或是电容进行充电，从而使led手电筒实现照明。具体的，在电池电量用尽的情况下，用户需要不断的手摇把手，以使得将用户手摇的动能转化为电能存储在电池中，从而为led灯供电。

但是，若要实现持续充电，需要用户不断的手摇把手，这样，使得用户的劳动量增加；若用户只是简单的手摇几下把手，则不能实现持续充电，使得存储电能不多，往往用一下就要重新摇晃一下，不能实现正常的照明应用，实用性较差。

相较传统光源，灯泡的应用电压一般为市电范围：120v/110v/220v/230v/240vac，或汽车领域：12/24vdc，由于传统光源的品种很多：如白炽灯、荧光灯、卤素灯、钠灯等，由于发光机理、以及应用领域的不同，如果各保持每种光源的特色，灯泡的电压必将五花八门，所以，作为通用的消费类产品，灯泡的输入电压一般也是以上述电压定电压作为标准输入并进行标称。

白光led的出现，给照明带来新的发展，并逐渐全面取代现有的传统光源产品。在现有led灯泡的设计中，也是沿用原有的输入电压，但由于led驱动可以适用更宽的输入电压范围，这为宽工作电压输入成为一种可能，这种宽电压标称主要用在市电110-240vac这种情况。

由于低电压主要的工作电压是12vdc，24vdc，所以现有的低电压led灯泡也是按定电压标识；现有产品，低电压led灯泡标准不统一，而低电压供电系统如风力、电池、太阳能都会存在电压不稳的情况，另外由于成本的考虑，人们在设计led产品时，总是做成固定电压输入。如此，市面上便产生了不同电压规格的led灯泡，每种led灯泡只能适应一种固定电压。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的问题提供一种运动可充电led灯泡。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种运动可充电led灯泡，包括有供电本体和led灯本体；

所述供电本体内部设置有永磁体、至少一个弹簧、可充电电池、线圈和电路板；所述弹簧的一端与所述永磁体的一端固定连接，所述弹簧的另一端与供电本体固定连接；所述线圈缠绕在所述永磁体外，且与所述永磁体存在预设间隙；所述线圈与所述电路板电连接；所述电路板与所述可充电电池电连接；

所述led灯本体包括有灯头，所述灯头的一端设置有连接端子，所述灯头的另一端连接有led灯珠，所述灯头内设置有pcb板，所述pcb板内设置有升降压恒流模块，所述连接端子通过升降压恒流模块与led灯珠电连接，所述可充电电池与连接端子电连接。

其中，所述升降压恒流模块包括有芯片bp1808，所述芯片bp1808包括有管脚dim、管脚vdd、管脚comp、管脚gnd、管脚vout、管脚cs、管脚ovp以及管脚sw；所述芯片bp1808内设置有三极管，所述管脚sw与三极管连接，所述管脚sw分别连接有整流二极管d1和电感l，所述管脚sw与整流二极管d1的阳极连接，所述管脚cs连接有电流采样电阻rs。

其中，所述升降压恒流模块还包括有电阻r1和电阻r2，所述管脚ovp的一端与电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端与管脚vout连接，所述电阻r1的另一端与所述管脚vout连接；所述电阻r2的一端与管脚ovp的一端连接，所述电阻r2的另一端接地。

其中，所述电路板包括整流电路和集成电路ic；所述整流电路和所述集成电路ic电连接；其中，所述集成电路ic中至少包括稳压电路和保护电路。

其中，所述弹簧的一端与所述永磁体的另一端固定连接，所述弹簧的另一端与所述供电本体固定连接。

进一步的，还包括环形软磁铁；所述环形软磁铁套接在所述永磁体外，且与所述永磁体存在预设间隙；所述线圈缠绕在所述环形软磁铁上，线圈与所述电路板电连接。

其中，所述供电本体上还设置有usb输入接口。

其中，所述供电本体上还设置有usb输出接口。

进一步的，还包括手摇连杆和变速机构；所述手摇连杆与所述变速机构可转动连接；所述变速机构与所述永磁体固定连接，或者所述变速机构与所述弹簧固定连接。

其中，所述永磁体为铷铁硼磁铁。

本发明的有益效果：

本发明，在用户运动的情况下，会带动弹簧上下摇摆，从而带动永磁体上下振动，该永磁体与外围的线圈产生相对运动，使穿过线圈的磁通量发生变化，产生电动势。该电动势通过电路板对内置在供电本体中的可充电电池进行充电，从而实现运动时对设备进行持续充电，不会增加用户的劳动量并且实用性较好；而且通过升降压恒流模块，使得led灯本体兼顾升压以及降压线路，当输入电压小于或大于输出端所需的工作电压时，将输入电压升压或降压到输出端所需的电压，所以本发明的led灯本体其电压范围为2-36vac，兼顾了目前所有低电压的应用和产品，具有较好的兼容性和通用性；。

附图说明

图1为本发明的led灯本体的结构示意图。

图2为本发明的升降压恒流模块的电路图。

图3为本发明的一种运动可充电led灯泡的结构示意图。

图4为本发明实施例中的另一种供电本体的结构示意图。

图5为本发明的永磁体与环形软磁铁的位置的结构示意图。

图6为本发明的工作原理流程图。

在图1至图6中的附图标记包括：

1—灯头2—连接端子3—led灯珠

4—控制电路板101—供电本体102—永磁体

103—弹簧104—可充电电池105—线圈

106—电路板107—led灯本体108—usb输入接口

109—usb输出接口110—金属板111—环形软磁铁。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图1-6对本发明进行详细的描述。

本实施例提供了一种运动可充电led灯泡，包括：供电本体101和led灯本体107；供电本体101内部设置有永磁体102、至少一个弹簧103、可充电电池104、线圈105和电路板106；弹簧103的一端与永磁体102的一端固定连接，弹簧103的另一端与供电本体101固定连接；线圈105缠绕在永磁体102外，且与永磁体102存在预设间隙；线圈105与电路板106电连接，用于将产生的电动势传导至电路板106中；电路板106与可充电电池104电连接；所述led灯本体107包括有灯头1，所述灯头1的一端设置有连接端子2，所述灯头1的另一端连接有led灯珠3，所述灯头1内设置有pcb板4，所述pcb板4内设置有升降压恒流模块，所述连接端子2通过升降压恒流模块与led灯珠3电连接，所述可充电电池104与连接端子2电连接。

本发明实施例提供的一种运动可充电led灯泡，与现有技术中的led手电筒，若要实现持续充电，需要用户不断的手摇把手，从而使得用户的劳动量增加；若用户只是简单的手摇几下把手，则不能实现持续充电，使得存储电能不多，往往用一下就要重新摇晃一下，不能实现正常的照明应用，实用性较差的方案相比，其包括：供电本体101；供电本体101内部设置有永磁体102、至少一个弹簧103、可充电电池104、线圈105和电路板106；弹簧103的一端与永磁体102的一端固定连接，其另一端与供电本体101固定连接；线圈105缠绕在永磁体102外，且与永磁体102存在预设间隙；线圈105与电路板106电连接，用于将产生的电动势传导至电路板106中；电路板106与可充电电池104电连接；可充电电池104，用于与连接端子2电连接，为led灯本体107供电。本发明，在用户运动(例如行走)的情况下，会带动弹簧103上下摇摆，从而带动永磁体102上下振动，该永磁体102与其外围的线圈105产生相对运动，使穿过线圈105的磁通量发生变化，产生电动势，该电动势通过电路板106对内置在供电本体101中的可充电电池104进行充电，从而实现运动时对装置进行持续充电，且不会增加用户的劳动量，并且实用性较好。

其中，本发明中，通过升降压恒流模块，使得led灯本体兼顾升压以及降压线路，当输入电压小于或大于输出端所需的工作电压时，将输入电压升压或降压到输出端所需的电压，所以本发明的led灯本体其电压范围为2-36vac，兼顾了目前所有低电压的应用和产品，具有较好的兼容性和通用性；其中，将pcb板4设置于灯头1内，可以减少因不同的工作环境配备不同输入电压的灯泡以及灯座来适应不同的环境，减少灯泡的种类，节约资源，减少浪费；如在电力不方便的地方，如牧区、偏远山区、用风力或要养能作为临时电力来源的地方，容易产生电压不稳的情况，而本发明可应用于其中，且不需要特意准备不同输入电压的灯泡，本发明可以从小轿车的12vdc输入中取电，也可以从大卡车的24vdc输入中取电，且由于本发明的输出应用于2-36vdc中，由于是电压，没有触电的危险，使用安全性高，可靠性强。

其中，本发明中所说的“运动”是泛指用户不处于与地球相对静止的状态；也可以指用户具体在进行的某一动作。

具体的，供电本体101包括内壁和外壁，内壁内部形成第一腔室，内壁和外壁形成第二腔室；线圈105可缠绕在内壁的外表面上，即置于第二腔室内；永磁体102置于第一腔室内；线圈105也可以缠绕早外壁的外侧上。当弹簧103静止的时候，永磁体102均匀置于所述线圈围绕形成的空间中，当弹簧103运行时，其会带动永磁体102运动，从而使永磁体102与线圈产生相对运动，产生电动势。

弹簧103的一端与永磁体102的一端固定连接，该固定连接的方式可以有多种；例如，直接焊接或者通过“u”形金属板110固定连接。而弹簧103的另一端与供电本体101内部固定连接。

本实施例中，供电本体101内部的工作原理为：用户运动时带动弹簧103运动，弹簧103带动永磁体102运动，从而将用户运动时的动能转换为磁能，永磁体102上下振动对外围线圈105产生相对运动，使穿过线圈105的磁通量发生变化，产生电动势，此时将磁能转换为电能，产生的电动势通过电路板106对内置在供电本体101中的可充电电池104进行充电，进而将电能转换为化学能进行存储。

本实施例中，永磁体102优选为铷铁硼磁铁，铷铁硼磁铁是一种强合金磁铁，比一般磁铁的磁性强5倍以上，因此使用该铷铁硼磁铁能够使产生的磁感应强度(b)大，从而使得产生的磁通量大，进而产生的电动势也增大，能够将动能最大限度的转化为电能并进行存储。

具体的，φ＝b·s；ε＝n*dφ/dt；上述φ指磁通量；b指磁感应强度；s指永磁体与线圈相对运动时所切割磁力线的面积；ε指电动势；其中，ε与单位时间磁通量的变化率有关；n为外部缠绕线圈105的匝数。使用铷铁硼磁铁，当产生的b增大时，φ也增大，使得在单位时间内，且线圈105匝数不变的情况下，穿过同样面积的φ增大，运动时φ的变化率增大，从而使ε变大，产生的电动势增多，亦即存储的电能增多。

本实施例中的供电本体101可以是手电筒本体，从而解决了现有技术中的手摇式手电筒的缺陷，能够持续为可充电电池104充电，并且不会增加用户的劳动力，实用性强。

本实施例中的线圈105优选为铜导线，该铜导线缠绕在永磁体102上。其中，铜导线优选使用较粗的铜线，同时需兼顾匝数均衡进行选择，在保证传导性能好的同时，也保证线圈105的匝数多，从上述公式中可以得出，n越大，产生的ε大；但是，n的过大会导致内阻增加，这样，使得线圈105在为可充电电池104充电时会产生自身的铜损，故在使用时，用户需兼顾匝数均衡进行选择使用。

本实施例中的可充电电池104可以选择下列种类的可充电电池104，例如镍镉、镍氢、锂离子、铅蓄和铁锂；其中，本实施例中优选为锂离子可充电电池104。因为锂离子可充电电池104电压高、比能量大、循环寿命长且安全性能好。

永磁体102、弹簧103和线圈105的外部结构与可充电电池104相连，使产生的电动势通过电路板106对可充电电池104进行持续充电，从而使得运动可充电设备的实用性强。

进一步的，本发明中，电路板106包括整流电路和集成电路ic；整流电路和集成电路ic电连接；其中，所述集成电路ic中至少包括稳压电路和过压、过充、过放、短路保护电路。

具体的，整流电路用于对产生的电动势进行滤波和整流；集成电路ic用于对经过整流电路的电动势进行稳压调整并进行过压保护。具体的，集成电路ic中的稳压电路用于对经过整流电路的电动势进行稳压调整，ic中的过压保护电路用于对稳压调整后的电动势进行过压保护。

由于人体个体差异，所以在运动时产生的动能可能会使产生不同大小的电动势，ic上包括过压、过充、过放保护线路，用以保护可充电电池104，使可充电电池104有更长的使用寿命；同时本实施例中优选采用升压ic，用以保证电动势的值高于可充电电池104的值。

进一步的，本发明中，弹簧103的一端与永磁体102的另一端固定连接，弹簧103的另一端与供电本体101固定连接。

具体的，弹簧103可以为多个。本实施例中以两个弹簧103为例进行说明：例如，一个弹簧103的一端与永磁体102的一端固定连接，该弹簧103的另一端与与其相对的供电本体101固定连接。另一个弹簧103的一端与永磁体102的另一端固定连接，相应的，该弹簧103的另一端同样与与其相对的供电本体101固定连接。这样，在用户运动时(例如，在用户步行时，)，利用人行走时臀部摆动引起全身动作产生的动能，使弹簧103上下摇摆带动永磁体102上下振动，从而引起永磁体102外围的线圈105进行相对运动，使得穿过线圈105的磁通量发生变化，产生电动势，该电动势通过电路板106对内置在供电本体101(手电筒)中的可充电电池104进行充电，从而实现人行走时对供电本体101(手电筒)进行持续充电。

进一步的，该运动可充电设备还包括环形软磁铁111；环形软磁铁111套接在永磁体102上，且与永磁体102存在预设间隙；线圈105缠绕在环形软磁铁111上，且与电路板106电连接，用于将产生的电动势传导至电路板106中。

具体的，为了保证内部永磁体102上产生的磁力线尽可能地分布在磁导线的内部，以产生最大的磁通变化率(即使dφ/dt最大)，可在线圈105外部套上一个环形软磁铁111(其中，该环形软磁铁111可选一些柔性软磁材料)，以达到上述目的，并且，该环形软磁铁111与永磁体102存在预设间隙，使永磁体102可以与环形软磁铁111产生相对运动。

进一步的，该运动可充电设备中，供电本体101上还设置有usb输入接口108，usb输入接口108用于与充电器相配合，为可充电电池104充电。

具体的，该运动可充电设备也可作为一个万能充电器，将其内部的可充电电池104设计的足够大(可与电路板106放置于同一位置，也可与电路板106分开分别放在不同的位置)，该供电本体101上设置usb输入接口108，这样，可以在正常的有电的环境下，与充电器相配合，实现为该可充电设备实现快速充电，以达到更好的充电效果。

进一步的，供电本体101上还设置有usb输出接口109，用于与led灯本体107相配合，为led灯本体107充电。

具体的，本发明还可以作为移动电源，用于便携式充电，供电本体101上设置有5v的usb输出接口109，用于为led灯本体107充电；其中，led灯本体107可以为需要充电的电子产品，例如移动终端、平板电脑和mp3等各种电子设备。

进一步的，本发明还包括手摇连杆和变速机构；手摇连杆与变速机构可转动连接；变速机构与永磁体102固定连接，或者变速机构与弹簧103固定连接。

具体的，本发明同样可以使用手摇的方式对其进行充电，该结构的设计可以给用户多种选择，使用户的体验更好。

本发明中，人运动的同时，会带动弹簧103上下摇摆，带动永磁体102上下振动，从而引起外围的线圈105进行相对运动，使穿过线圈105的磁通量发生变化，产生电动势，永磁体102运动产生的感应电动势首先经过整流电路，由整流电路对该感应电动势进行整流滤波处理，然后经过ic(即经过稳压电路和保护电路)对该电动势进行稳压和保护处理，并存储到可充电电池104中，然后可充电电池104可直接对供电本体101自带的led灯本体107充电，也可以作为powerbank(电源银行，即移动电源)为外接的led灯本体107充电(该过程具体如图6所示)。本发明能够实现将人运动时的动能转化为磁能、电能和化学能，从而可持续为可充电设备充电，并且也可作为移动电源(即powerbank)，对用户野外作业时携带的便携式电子设备的充电提供了便利，并且该运动可充电设备相对于太阳能充电，不局限于天气；相对于传统手摇手电筒，又提供了一种持续的充电方式，均给用户的使用带来了方便，使用户体验更好。

本实施例所述的一种运动可充电led灯泡，所述升降压恒流模块包括有芯片bp1808，所述芯片bp1808包括有管脚dim、管脚vdd、管脚comp、管脚gnd、管脚vout、管脚cs、管脚ovp以及管脚sw；所述芯片bp1808内设置有三极管，所述管脚sw与三极管连接，所述管脚sw分别连接有整流二极管d1和电感l，所述管脚sw与整流二极管d1的阳极连接，所述管脚cs连接有电流采样电阻rs。具体地，所述芯片bp1808通过电感l、电流采样电阻rs形成一个自振荡的连续电感电流模式的降压恒流led控制器；所述管脚sw作为开关端，连接芯片bp1808内部的三极管的漏极以及外接蒸馏二极管d1的阳极，保证pcb板4上的连线尽可能短，保证pcb板4安装在灯头1内的可靠性和实用性；其中，所述管脚dim可以通过外加直流电压对led灯进行调光，其最大电流由电流采样电阻rs决定，直流电压的有效调光范围是0.5v到2.5，当直流电压高于2.5v时，输出led电流保持恒定，并由0.1/rs来设定；进一步的，所述芯片bp1808还可以通过管脚dim外界热敏电阻到led灯珠3附近，检测led灯的温度动态，进而保护led灯。

本实施例所述的一种运动可充电led灯泡，所述升降压恒流模块还包括有电阻r1和电阻r2，所述管脚ovp的一端与电阻r1的一端连接，所述电阻r1的另一端与管脚vout连接，所述电阻r1的另一端与所述管脚vout连接；所述电阻r2的一端与管脚ovp的一端连接，所述电阻r2的另一端接地。具体地，通过电阻r1连接至输出端管脚vout以及电阻r2连接至地，实现对升降压恒流模块的分压，起到过压保护的作用。

本实施例所述的一种运动可充电led灯泡，还包括有补偿电阻r3和补偿电容c1，所述管脚comp和补偿电阻r3的一端连接，所述补偿电阻r3的另一端与补偿电容c1的正极连接，所述补偿电容c1的负极接地。具体地，通过补偿电容c1和补偿补偿电阻r3的作用，可以纠正升降压恒流模块中的电压和电流相位不同步的现象。

本实施例所述的一种运动可充电led灯泡，还包括有旁路电容c2，所述管脚vdd与所述旁路电容c2的正极连接，所述旁路电容c2的负极接地。具体地，所述管脚vdd作为芯片bp1808内部电源的输出端，连接有旁路电容c2到底，所述旁路电容c2为1uf，所述旁路电容可以保证管脚vdd的稳定性和安全性。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。