一种用于移动照明设备的自锁电路及移动照明设备的制作方法

本发明属于移动照明设备技术领域，涉及一种用于移动照明设备的自锁电路及移动照明设备。

背景技术：

移动照明设备（如手电筒）因其具备携带方便，容易操作等特点被广泛应用在日常生活和加工生产中。但是一般的移动照明设备由于其便携性，使用者会将该设备放在口袋或者收纳在其他有杂物的空间里，照明设备容易在该空间内会与杂物接触产生误触，使移动照明设备被点亮，如果使用者不及时发现，会严重耗费设备的电能，尤其功率较大的移动照明设备，长时间点亮可能会因温度过高而引起火灾。

为了解决移动照明设备的误触问题，目前常用的方法是通过软件锁定按键来实现，如图1所示，一般的锁定电路是通过某种特定操作按键sw3的方法进行按键解锁（如长按），解锁后手电才会被点亮。但是这种锁键方式使锁键/解锁的电路设计复杂，解锁步骤繁琐，用户在使用产品时，必须详细阅读说明书并对锁键/解锁方法进行学习，同时还要记忆其使用方法。通过长按按键进行解锁，在移动照明设备长时间被硬物挤压时，也能实现解锁，容易出现误解锁的问题。

因此，目前的移动照明设备存在锁键和解锁方式复杂繁琐，误解锁率高的问题。

技术实现要素：

本实发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于移动照明设备的自锁电路及移动照明设备，将移动照明设备放置在特定的环境中就可以实现设备按键的自动锁定，照明设备从该环境中取出即刻完成解锁，锁键和解锁方式简单不需要另外学习，操作简单，且大大降低误解锁的概率。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于移动照明设备的自锁电路，包括开关电路和驱动电路，所述驱动电路连接有微控制单元，所述微控制单元与所述开关电路连接，所述微控制单元连接有磁感自锁电路，所述微控制单元用于检测所述磁感自锁电路发出的自锁信号并锁定所述开关电路。

优选地，所述微控制单元的第七引脚与所述磁感自锁电路连接，所述微控制单元检测所述第七引脚的电压，当所述第七引脚的电压满足锁定条件时，所述微控制单元锁定所述开关电路。

进一步的，所述磁感自锁电路包括第一磁感组件和第二磁感组件，所述第一磁感组件和所述第二磁感组并联连接。

进一步的，所述第一磁感组件包括第一磁传感器和第一电阻，所述第一磁传感器的输出管脚与所述第一电阻第一端相连；所述第二磁感组件包括第二磁传感器和第二电阻，所述第二磁传感器的输出管脚与所述第二电阻第一端相连；所述第一磁传感器的电压输入管脚与所述第二传感器的电压输入管脚连接，且所述第一磁传感器的电压输入管脚与所述第二传感器的电压输入管脚的连接处接有基准电压，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端连接，所述第一电阻和所述第二电阻的连接处接入所述微控制单元的第七引脚。

进一步的，所述磁感自锁电路还包括第三电阻，所述第三电阻一端连接于所述第一传感器的电压输入管脚和所述第二传感器的电压输入管脚的连接处并与所述基准电压连接，所述第三电阻另一端连接于所述第一电阻与所述第二电阻的连接处并接入所述微控制单元的第七引脚。

优选地，所述开关电路包括第一开关键和第二开关键，所述第一开关键与所述微控制单元的第三引脚连接，所述第二开关键与所述微控制单元的第四引脚连接。

优选地，所述微控制单元的第六引脚与所述驱动电路连接，所述微控制单元的第三引脚还接有稳压电路。

一种移动照明设备，包括灯体、位于所述灯体上的开关按键以及设置在所述灯体内部的电路板，所述开关按键与所述电路板电连接，所述电路板采用上述任一方案所述的自锁电路，所述电路板上连接有磁传感器。

优选地，包括灯体保护套，所述灯体保护套内设有与所述磁传感器位置相对应的磁铁，所述灯体放入所述灯体保护套中，所述磁传感器在所述磁铁的磁场作用下反应，所述电路板对所述开关按键进行锁定。

进一步的，所述电路板呈圆形设置在所述灯体的横截面上，所述磁传感器包括第一霍尔开关和第二霍尔开关，所述第一霍尔开关与所述第二霍尔开关分别位于所述电路板直径的两端，所述磁铁呈环状设置于所述灯体保护套中，所述磁铁到所述灯体保护套底部的距离与所述电路板到所述灯体出光口的距离相等。

本发明的有益效果：本发明提供一种用于移动照明设备的自锁电路，与驱动电路连接的微控制单元通过检测磁感自锁电路发出的自锁信号，对开关电路进行锁定。磁感自锁电路根据外界环境的磁场特性而发出自锁信号：当照明设备被放置在特定的锁定环境中，磁感自锁电路感受到外界环境的一定强度的磁场就向微控制单元传输自锁信息，锁定后的开关电路不能触发驱动电路使移动照明设备发光，实现所述移动照明设备的锁定，本发明的自锁电路使设备只需要放置在特定的环境中就可完成锁定，不需要使用者学习复杂繁琐的解锁/锁定步骤。微控制单元的第七引脚与磁感自锁电路连接，磁感自锁电路将电压信号作为锁定信号，当微控制单元检测到第七引脚的电压信号符合锁定条件时，控制锁定开关电路。

磁感自锁电路由第一磁感组件和第二磁感组件并联组成，所述第一磁感组件和第二磁感组件共同作用于所述磁感自锁电路，向所述微控制单元输送的自锁信号。只有当两个磁感组件同时有磁铁靠近时，磁感自锁电路才满足自锁条件，防止了误锁键的情况出现。磁感组件包括磁传感器和与磁传感器连接的电阻，用于电路中的限流和分压。磁感自锁电路还包括了第三电阻，第三电阻一端与基准电压连接，另一端接入微控制单元的第七引脚，用于降低静态电流。

开关电路包括了第一开关键和第二开关键，当电路处于解锁状态时，只要任意按下第一开关键或者第二开关键其中一个按键，都可以点亮照明设备。第一开关按键和第二开关按键分别与微控制单元连接，当微控制单元检测到自锁信号时，开关电路被锁定，即使按下第一开关按键和/或第二开关按键都不可点亮设备。所述微控制单元还连接有稳压电路，用于提供微控制单元以及磁感应器供电电压以及一个稳定的基准电压。微控制单元的第六引脚与驱动电路连接，微控制单元控制驱动电路执行相应动作，如启动/关闭设备。

本发明还提供一种移动设备，灯体内部设有控制灯体执行动作的电路板，开关按钮与电路板连接，电路板上有磁感应器，磁感应器感应到有磁铁靠近，将自锁信号传送到电路板的微控制器上，微控制器锁定开关按键，使用者无论如何按下开关按键都不会启动照明设备。移动照明设备还配套有灯体保护套，灯体保护套内有与所述磁传感器位置相对应的磁铁，移动照明设备放入灯体保护套内，磁铁和磁感应器就会靠近，磁传感器向电路板发送自锁信号，即可实现移动照明设备的按键锁定。磁传感器包括第一霍尔开关和第二霍尔开关，分别设置在电路板上靠近灯体内壁，两个霍尔开关分别位于圆形电路板上过圆心的直径两端，可进一步防止误锁键的情况出现，且磁铁呈环形设置在灯体保护套中，使第一霍尔开关和第二霍尔开关在保护套中旋转任意角度都能在磁铁的磁场作用力下发出自锁信号，在保护套中不会出现误解锁的情况。将灯体放入保护套，则锁键；取出灯体，则解锁，操作简单，保护套对灯体外壳也起了保护作用。

附图说明

附图1是背景技术中常用的防误触电路示意图；

附图2是本发明中驱动电路和电源、发光二极管的连接电路示意图；

附图3是本发明中微控制单元的电路示意图；

附图4是本发明中磁感自锁电路的电路示意图；

附图5是本发明的移动照明设备的结构剖视图

附图6是附图5中a处的局部放大图。

图中标识：1-灯体；3-灯体保护套；101-电路板；102-磁传感器；103-灯体出光口；301-磁铁；302-灯体保护套底部。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1至图4所示，本实施例提供一种用于移动照明设备的自锁电路，包括开关电路和驱动电路，驱动电路连接有微控制单元u4，所述微控制单元u4与所述开关电路连接，所述微控制单元u4连接有磁感自锁电路；所述为控制单元u4用于检测所述磁感自锁电路发出的自锁信号并锁定所述开关电路。

如图1所示，本实施例中，所述驱动电路包括驱动器，所述驱动器选用dc-dcled驱动器。所述驱动电路分别与供电电源和发光二极管连接，用于控制所示发光二极管执行相应动作。

如图2所示，本实施例中，所述微控制单元u4选用单片机pic12f1822。所述微控制单元u4的第八引脚gnd脚接地，所述微控制单元u4的第一引脚vdd脚接入基准电压vref。所述基准电压vref的电压值可为任何适合微控制单元工作范围的稳定电压。本实施例中，所述vref是一个由低压降线性稳压器（ldo）输出的一个稳定电压，也是一个微控制器。本实施例中，微控制单元u4接入的基准电压vref为3v。

本实施例中，所述微控制单元u4第三引脚gp4脚连接第一开关键sw1，所述第一开关键sw1的另一端串联电阻r17后接地；所述微控制单元u4第四引脚gp3脚接第二开关键sw2，所述第二开关键sw2的另一端接地。本实施例中，所述串联电阻r17的电阻值为225欧姆。

在上述实施例中，所述微控制单元u4用于控制开关电路的锁定和解锁。当所述开关电路处于解锁状态时，第一开关键sw1和/或第二开关键sw2被按下，所述微控制单元u4的第六引脚由低电平变成高电平，所述微控制单元u4的第六引脚与所述驱动电路连接，所述微控制单元u4的第六引脚置高电平从而控制所述驱动电路完成对所述发光二极管相应动作的执行，实现所述发光二极管的点亮或亮度调节。

如图2和图3所示，本实施例中，所述微控制单元u4的第七引脚gp0脚（记作lock脚）与所述磁感自锁电路连接。所述微控制单元检测lock脚的电压，当lock脚的电压满足锁定条件时，所述微控制单元锁定所述开关电路。

如图3和图4所示，所述磁感自锁电路包括第一磁感组件和第二磁感组件，所述第一磁感组件和所述第二磁感组件并联连接。所述第一磁感组件包括第一磁传感器u5和第一电阻r16，所述第一磁传感器u5的输出管脚vout脚与所述第一电阻第一端相连；所述第二磁感组件包括第二次磁传感器u6和第二电阻r15，所述第二磁传感器u6的输出管脚vout脚与所述第二电阻第一端相连。所述第一磁传感器u5的电压输入管脚vin脚与所述第二传感器u6的电压输入管脚vin脚连接，且所述第一磁传感器u5的电压输入管脚vin脚与所述第二传感器u6的电压输入管脚vin脚的连接处接有基准电压vref，这里的基准电压vref也一个由ldo输出的稳定电压，作为第一磁传感器和第二磁传感器的供电电压。

本实施例中，所述第一传感器u5和第二传感器u6均为三端的霍尔元件，包括vin脚、gnd脚和vout脚，两个元件的vin脚相连，且连接处接基准电压，两个元件的vout脚分别串联限流电阻后连接，且连接处接lock脚，所述微控制单元u4检测所述lock脚的电压，根据lock脚电压的数值，判断所述lock脚电压是否满足锁定条件，从而锁定/解锁所述开关电路。两个霍尔元件的gnd脚相连，且连接处接地（电池负极）。本实施例中，霍尔元件由vin脚与gnd脚供电，当有磁铁靠近元件，元件的vout脚会跟gnd脚通过内部mos导通连接在一起，磁铁远离该元件，元件的vout脚会跟gnd脚通过内部mos断开。

如图4所示，所述磁感自锁电路还包括第三电阻r14，第三电阻r14一端连接在所述第一传感器u5的电压输入管vin脚和第二传感器u6的电压输入脚vin脚的连接处且接有基准电压vref，第三电阻r14的另一端接在所述第一电阻r16和第二电阻r15的连接处，且接入lock脚。

本实施例中，所述霍尔开关的vin脚为电压输入管脚接有基准电压vref，所述霍尔开关的gnd脚接地，所述vout脚为输出管脚，vout脚串联一个限流电阻后输出电压到lock脚。当没有磁铁靠近所述霍尔开关时，所述霍尔开关内部的gnd脚和vout脚断开，所述霍尔开关所在的电路为开路状态，此时lock脚的电压等于基准电压vref；当有磁铁靠近其中一个所述霍尔开关时，所述霍尔开关的vout脚会跟gnd脚通过内部mos导通连接，此时有磁铁靠近的霍尔开关所在的电路形成回路，lock脚的电压等于基准电压vref在电阻分压后的电压。即当只有所述霍尔开关u5附近有磁铁时，vlock=vref/(r14+r16)*r16；同理，当只有所述霍尔开关u6附近有磁铁时，vlock=vref/(r14+r15)*r15。上述三种情况均不会引起按键锁定。

当所述霍尔开关u5和所述霍尔开关u6均有磁铁靠近时，此时vlock=vref/（r14+r15//r16)*(r15//r16)，预先根据电路实际的基准电压verf和电阻r14、r15和r16的阻值，计算出该公式vlock=vref/（r14+r15//r16)*(r15//r16)下，vlock的确定值，将vlock的确定值在浮动范围内的电压值作为锁定条件。本实施例中，可以将vref/（r14+r15//r16)*(r15//r16)±0.2v作为锁定条件，当微控制单元检测到lock脚的电压落入vref/（r14+r15//r16)*(r15//r16)±0.2v的电压范围内时，则该设备符合锁定条件，所述微控制单元控制锁定所述开关电路。本实施例中采用的电压浮动范围为±0.1v，当然也可以根据电阻的将浮动范围调整为±0.2v或者其他适当的范围，具体的电压范围可以根据分压电阻的精度做具体调整。

本实施例中，所述第一电阻r16和第二电阻r15的阻值可为任意大于200欧姆的值，考虑到是电池供电移动设备，静态功耗越低越好，因此电阻一般取100k以上，用以降低静态电流。本实施例中，所述第一电阻r16和所述第二电阻r15的阻值均为470千欧。

本实施例中，所述第三电阻r14的阻值可以是任意大于200欧姆的值，以降低静态电流。本实施例中，所述第三电阻r14的阻值为1兆欧。

在本实施例中，所述第一磁传感器u5和所述第二磁传感器u6均为霍尔开关，所述霍尔开关的型号选用a3212。本实施例中，所述霍尔开关也可以是其他任意无极性霍尔开关。

本实施例中，当vref为3v时，可以将lock脚电压为0.57v作为锁定条件，即所述微控制单元检测到lock脚电压为锁定电压0.57v时，锁定所述开关电路。当所述第一磁传感器和所述第二磁传感器附近没有磁铁时，所述lock脚的电压为3v，此时所述微控制单元控制移动照明设备处于解锁状态，使用者按下第一按键sw1和/或sw2均可点亮手电；当所述第一磁传感器或第二磁传感器其中一个传感器的附近有磁铁靠近，此时所述磁感自锁电路的输出电压为0.96v，所述微控制单元检测到所述lock脚的电压为0.96v，移动照明设备依然处于解锁状态；当第一磁传感器和第二磁传感器的附近同时有磁铁靠近，此时微控制单元检测到所述lock脚的电压为0.57v，所述微控制单元锁定所述开关电路，任意按下sw1和/或sw2移动照明设备都不会被点亮。本实施例中，所述微孔制单元还可以在检测到lock脚电压处于0.57v±0.1v的电压范围内时锁定所述开关电路。判断是否锁定开关电路的电压范围受第一电阻r16和第二电阻r15电阻精度影响，如分压电阻精度较小时，还可以设定锁定的电压范围为0.57v±0.2v。

当然，上述的lock脚检测到的电压为3v，0.57v，0.96v都只是其中一个实施例，本申请根据基准电压和与元件连接的电阻（第一电阻r16、第二电阻r15和第三电阻r14）阻值不同，锁定条件（锁定电压）也会适当改变。本实施例中，所述基准电压也可以是其他稳定电压，只要在霍尔开关的供电电压范围内即可。

本实施例中，通过设定两个磁传感器u5和u6，使移动照明设备在某个特定的锁定环境中（两个磁传感器u5和u6的位置均设有磁铁），方可锁定按键，将移动照明设备从特定的磁铁环境中拿出，即刻完成解锁，不需要学习解锁动作。而且在按键被锁定时，即使误触其中任意一个按键或两个按键，都不能点亮设备，大大降低了误触率。

如图2所示，本实施例中，所述微控制单元u4的第三引脚还连接有稳压电路，所述稳压电路与所述微控制单元u4的第三引脚之间串联有第四电阻r13。所述稳压电路用于提供微控制单元和磁感应器供电电压以及一个稳定的基准电压。本实施例中，所述第四电阻r13的阻值为470欧姆。在一些实施例中，所述第四电阻r13还可以是其他大于200欧姆的任意值。

如图2所示，本实施例中，所述稳压电路包括稳压器u3，所述稳压器u3的第二引脚连接有电容c13和电容c14，所述稳压器u3的第二引脚与所述电容c14的连接处输出有3v电压。所述电容c14的另一端接地，所述电容c13的另一端接地。本实施例中，所述电容c13的大小为1uf，所述电容c14的大小为0.1uf。

如图2所示，本实施例中，所述稳压器u3的第三引脚接有电容c12，所述u3第三脚与所述电容c12的连接处接电池的正极，所述电容c12的另一端接地，所述电容c12的大小为1uf。本实施例中，所述稳压器u3的第一引脚接地。本实施例中，所述稳压器u3的第三引脚还连接电池正极接入口。本实施例中，所述稳压器u3选用bl8530。在一些实施方式中，所述稳压器u3还可以是其他任意输出范围在mcu以及霍尔开关范围内的低压差线性稳压器（ldo）。具体稳压器的选择取决于供电电池的状况，如果是一节锂电，不宜用超过3v的ldo，如果是两节锂电串联可以是5v以内的ldo。

如图4所示，本实施例中，提供一种移动照明设备，包括灯体1、位于灯体上的开关按键（图中未标出）以及设备在所述灯体内部的电路板101，所述开关按键与所述电路板101电连接，所述电路板101用于锁定所述开关按键，并控制所述灯体1执行相应地动作；所述电路板101与采用上述任一方案所述的自锁电路，所述电路板上连接有磁传感器102。

如图4所示，本实施例中，所述电路板101设置在所述灯体内部的横截面上。在一些实施方式中，所述移动照明设备可为手电筒，所述手电筒常为圆筒状，则所述电路板101在手电筒的横截面上呈圆形。本实施例中，所述磁传感器102包括第一霍尔开关和第二霍尔开关，所述第一霍尔开关和第二霍尔开关分别贴在电路板上靠近灯体内壁。一些实施方式中，两个霍尔开关也可以是附近。本实施方式中，所述第一霍尔开关和所述第二霍尔开关在所述电路板101上沿所述灯体中心轴对称设置，所述第一霍尔开关与所述第二霍尔开关分别位于所述电路板直径的两端，所述第一霍尔开关与所述第二霍尔开关的连线经过圆心且两个元件的夹角为180度，处于两个相对称的位置，两个霍尔开关距离最远，这样的位置设计使两个霍尔开关可以分别感应不同方向带来的磁场变化，在使用过程中，即使有其它设备靠近手电筒，只会使其中一个霍尔开关发生电压变化，而另一个则不受影响，避免了由于使用环境中带有磁铁的设备靠近而发生误锁键的情况。本实施例中，所述开关按键（图中未标出）设置在灯体侧面。本实施例中，所述移动照明设备设置有两个开关按键，分别设置在设备的侧面和底部。在一些实施方式中，两个开关按键还可以设置在设备的其它位置上。

本实施例中，所述移动照明设备，还包括灯体保护套3，所述灯体保护套3内设于与所述磁传感器102位置相对应的磁铁301。当所述灯体1被放入所述灯体保护套3中，灯体1内的磁传感器102与所述灯体保护套3内的磁铁301靠近，所述磁传感器102在所述磁铁301的磁场作用下，发出锁定信号，所述电路板101对所述开关按键锁定，此时无论外部接触或按压手电筒任一按键，都不会点亮手电筒。而且本发明提供的移动照明设备，只需要将照明设备放入特制的保护套中就可以完成锁定，从保护套中取出手电筒，即可解锁使用，不需要额外地学习解锁手法和步骤，而且保护套本身也可以对灯体外壳起一定的保护作用。

在本实施例中，所述磁铁301呈环状设置于所述所述灯体保护套3中，由磁铁的厚度取决于磁铁所在的位置，磁铁厚度大，容错能力强，磁铁所在位置可以被设备上相对应的磁感应器感应得到即可。本实施例中，所述磁铁301到所述灯体保护套底部302的距离与所述磁传感器102到所述灯体出光口103的距离相等。将所述灯体的出光口方向朝保护套底部放入，磁铁301的所处高度与所述磁感应器102的高度相同，磁铁301为环状设置，灯体1在保护套3内旋转任意角度都会受到所述磁铁102的磁场作用，开关按键始终被锁定。将所述灯体1从所述灯体保护套3中取出即可解锁，取出后的第一霍尔开关和第二霍尔开关只其中一个有磁铁靠近，都不会引起手电进入锁键状态，实现了灯体只在保护套内为锁定状态，其它情况都是解锁状态，即使附近有其它设备的磁铁靠近也不会引起锁键，降低了出现误锁键情况的概率。

在本实施例中，所述磁铁302的充磁为镜像充磁：在环形磁铁的圆弧面充磁，充磁后环形磁铁的内外圆弧面磁性强，上下圆面磁性弱。所述磁铁为永久磁铁。一些实施方式中，磁铁也可以是多块磁铁，可以把磁铁围成一个圆形置于保护套指定的位置附近。

以上所述的实施例，只是本发明的较优选的具体方式之一，本领域的技术员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。