专利名称：自发电自充电电容储能应急灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及装有发电机的便携式照明装置，尤其是一种自发电自充电电容儲能应急灯。
背景技术：
市场上现有的应急照明灯都采用市电(220V，50Hz)充电蓄电池儲能的方式供应紧急照明之用。这种传统式应急照明灯存在的问题是充电时间长，一般需8～18小时，照明时间短，一般有效照明时间为2～4小时，即充长照短；作为家庭应急照明使用时，常常搁置时间太长又因忘了充电，一旦出现停电时却不能照明，急时应不了急；朋友聚会外出旅游在野外又无市电可充电，急着需要照明，蓄电池又无电，结果带了应急灯却用不上，无市电无用；传统应急灯使用一般为铅酸蓄电池，反复充放电次数不高，一般200～1000次，一旦蓄电池损坏应急灯就不能再使用了，寿命短，一般1～2年。
发明内容
本实用新型的目的在于提供自备微型手摇发电机、电容儲能、蓄电池平衡电压的自发电自充电电容儲能应急灯。
本实用新型采用的技术方案如下包括微型手摇发电机，其两输出端依次接整流电路、稳压和儲能电路、蓄电池电路，蓄电池电路接灯头。
1)整流电路为由第1～4个二极管组成的整流桥；2)稳压和儲能电路(B)包括一输入端与整流桥一输出端相连的第五个二极管，第五个二极管依次串接第一电阻、第六个二极管接蓄电池电路中拨动开关的第二触点；第一、二电容的共接点串接第七个二极管、第二电阻，整流桥的一输出端还串接第八个二极管、第三电阻后，并与第二电阻接蓄电池电路中拨动开关的第一触点和蓄电池的正端；整流桥的另一输出端、第二电容、蓄电池的负端、接灯头的一端，灯头的另一端接蓄电池电路中拨动开关的第三触点；3)蓄电池电路包括蓄电池及与蓄电池正端连接的拨动开关。
微型手摇发电机运转时将发出交流电，经整流环节整流为直流电压输出，因为手摇速度有快慢，以及发电机内阻抗影响会使直流电压产生波动，因此需要稳压环节，但有时电容量足够大时，此环节可省略，发电机产生的电能变为直流电后即可给电容充电，电容储能是本实用新型的重要配置，电容储存电能经电压调节对蓄电池充电或直接输送到灯头，使灯头亮，当电容量足够大时，电压调节环节可省略，当电容量不够大，又为了使电容能充分放电则需要增设电压调节环节，以增加电容放电电压。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益的效果是用微型手摇发电机发电，电容儲能，具有无需市电、即充即用、随时应急、户外照明、寿命长等优点。随着大容量电容成本的降低，实用性增大，有望成为一种广为使用的新型应急灯。
图1是本实用新型的外型结构示意图；图2是本实用新型的电路结构原理图。
具体实施方式
如图2中的虚线框图所示，本实用新型包括微型手摇发电机G，其两输出端依次接整流电路A、稳压和儲能电路B、蓄电池电路C；蓄电池电路C接灯头L。
如图2所示，是本实用新型的一个实施例图，其连接关系如下1)整流电路A为由第1～4个二极管D1～D4组成的整流桥；2)稳压和儲能电路B包括一输入端与整流桥一输出端相连的第五个二极管D5，第五个二极管D5依次串接第一电阻R1、第六个二极管D6接蓄电池电路C中拨动开关K的第二触点b；第一、二电容C1、C2的共接点串接第七个二极管D7、第二电阻R2，整流桥的一输出端还串接第八个二极管D8、第三电阻R2后，并与第二电阻R2接蓄电池电路C中拨动开关K的第一触点a和蓄电池E的正端；整流桥的另一输出端、第二电容C2、蓄电池E的负端、接灯头L的一端，灯头L的另一端接蓄电池电路C中拨动开关K的第三触点c；3)蓄电池电路C包括蓄电池E及与蓄电池E正端连接的拨动开关K。
以下结合图1，图2说明其工作原理。
如图1所示为本实用新型的外型结构示意图。本实用新型主要由灯头1、拨动开关2、握臂3、电子线路板4、电容5、蓄电池6、升速系统7、外壳8、手柄9、微型发电机10等所构成。当转动手柄9时，通过齿轮升速系统7，升高微型发电机10的转速，如果手转转速为60转/分，则微型手摇发电机的转速可达到每分钟几千转的转速，从而使微型手摇发电机10发出交流电，经电子线路板4，交流电经整流稳压为直流输出给电容5充电，或直接给灯头1供电照明，握臂3上的拨动开关2作为功能切换用，拨头往前灯头1处于照明状态，如蓄电池6有电则灯头1由蓄电池6放电电能照明，此时微型发电机10不发电，灯头1也亮，如蓄电池6未充电或放电已放完，则此时只需摇动手柄9，微型发电机10就发电，直接供电给灯头1，灯亮，同时也给蓄电池6充电，此时，当手摇发电几分钟后，停止手摇发电，灯头1仍可由电容5的剩余电量放电使灯头1维持亮灯一段时间。可见拨动开关2处于前位置时，摇动手柄9，可做到即发即亮的工作状态。当拨动开关2处于后位置时，如电容5未经发电机10充电，则蓄电池6不能充电，但此时如果摇动手柄9微型发电机10开始发电，则立即给电容5充电，当电容5达到一定的充电电压时，则手摇发电停止，电容5仍会给蓄电池6充电，直到电容电压低于某值时，电容5不再给蓄电池6充电。根据设计参数，电容5的充满时间不长(用大电流充电)，因此，手摇发电停止后，电容5的电量会以小电流给蓄电池6充电，这样通过几次手摇发电，蓄电池6将会得到完全充电。因此，拨动开关2处于后位置，即为充电位置，此时灯头1不亮。该位置用于不急于照明时的慢充电用。而急于照明使用时，拨动开关应置于前位置。
如图2所示为本实用新型的电路结构原理图。当拨动开关K(图1中的2)，处于中位时，触点a-b、a-c都不导通，微型发电机G(图1中的10)发电时，其输出交流电经整流桥二极管D1～D4变为直流，一路经二极管D5，电阻R1向电容C1、C2(图1中的5)充电，同时当电容C2达到一定电压值时也向着电池E(图1中的6)充电，另一路经二极管D8、电阻R3接于开关K的触点a，当电容C2达到一定电压值时，发电机G发出的电直接给蓄电池E充电，当发电机G停止发电，则电容C2仍会对蓄电池E充电一段时间。当拨动开关K置于前位时，触点a-c接通，此时若发电机G发电，则整流桥二极管D1～D4输出的直流电经二极管D8、电阻R3直接供电灯头L(图1中的1)灯亮，同时也对蓄电池6充电，当发电机G运转一段时间，停止发电时，则电容C2因有剩余电量，故电容C2仍会供电给灯头L，使其照亮一段时间(照亮的时间长短决定于电容C2的容量大小及灯头L的功率大小)。当拨动开关K置于后位时，触点a-b通，此时发电机G发电，整流桥二极管D1～D4输出的直流电经二极管D5、电阻R1、二极管D6，对蓄电池E直接充电，同时对电容C1、C2充电，当发电机G运转一段时间，停止运转后，因电容C1、C2已充满电，则电容C1、C2的电容所存储的电量仍会对蓄电池E进行充电。充电时间的长短处决于电容C1、C2的容量大小，容量越大则充电维持时间越长。设置电容C1的目的，即为增长对蓄电池的充电时间。在电容C1、C2向蓄电池E充电的电路中，还可以设增压环节，使电容C1、C2存储的电能做到充分释放，提高电容器的利用率，降低成本。设置二极管D7、电阻R2的目的是当拨动开关K处于中位且手摇微型发电机G不发电时，电容C2的电能仍可以向蓄电池E充电。
近几年一种低电压大容量电容已得到日益广泛的应用，这种电容单个电容量可达到几百个法拉，甚至1千法拉以上，而且体积不大，反复充放电次数高达50万次以上。电容充电时间可以通过系统设计人为选定，比如充电时间几分钟，10几分钟均可以做到，而放电时间视电容容量大小及负载功率大小而定。通过合理设计，可以做到手摇发电5分钟，而放电照明可达到几十分钟，甚至几个小时都可以。当然还需控制系统的成本。基于低压大容量电容这种储能，高反复充放电次数，短的充电时间等特点。还可设计成不用蓄电池的充放电，使系统的使用寿命更加长，因为电容的充放电次数高达50万次以上。但成本可能较高，电路更加复杂。
本实用新型还可设计成野外用的照明灯，朋友聚会使用的节日灯形式，手摇发电5分钟，亮灯半小时或1小时以上，家庭使用更加灵活多样。若配以输出插头，还可作为给剃须刀，小型充电电池等急时充电用。
权利要求1.一种自发电自充电电容儲能应急灯，其特征在于包括手摇微型发电机(G)，其两输出端依次接整流电路(A)、稳压和儲能电路(B)、蓄电池电路(C)；蓄电池电路(C)接灯头(L)。
2.根据权利要求1所述的一种自发电自充电电容儲能应急灯，其特征在于1)整流电路(A)为由第1～4个二极管(D1～D4)组成的整流桥；2)稳压和儲能电路(B)包括一输入端与整流桥一输出端相连的第五个二极管(D5)，第五个二极管(D5)依次串接第一电阻(R1)、第六个二极管(D6)接蓄电池电路(C)中拨动开关(K)的第二触点(b)；第一、二电容(C1、C2)的共接点串接第七个二极管(D7)、第二电阻(R2)，整流桥的一输出端还串接第八个二极管(D8)、第三电阻(R3)后，并与第二电阻(R2)接蓄电池电路(C)中拨动开关(K)的第一触点(a)和蓄电池(E)的正端；整流桥的另一输出端、第二电容(C2)、蓄电池(E)的负端、接灯头(L)的一端，灯头(L)的另一端接蓄电池电路(C)中拨动开关(K)的第三触点(c)；3)蓄电池电路(C)包括蓄电池(E)及与蓄电池(E)正端连接的拨动开关(K)。
专利摘要本实用新型公开了一种自发电自充电电容储能应急灯。包括微型手摇发电机，其两输出端依次接整流电路、稳压和储能电路、蓄电池电路；蓄电池电路接灯头。微型手摇发电机运转时将发出交流电，经整流环节整流为直流电压输出，因为手摇速度有快慢，以及发电机内阻抗影响会使直流电压产生波动，因此需要稳压环节，但有时电容量足够大时，此环节可省略，微型手摇发电机产生的电能变为直流电后即可给电容充电。本实用新型具有用微型手摇发电机发电，电容储能，无需市电、即充即用、随时应急、户外照明、寿命长等优点。随着大容量电容成本的降低，实用性增大，有望成为一种广为使用的新型应急灯。
文档编号H02J7/32GK2626119SQ0323223
公开日2004年7月14日 申请日期2003年6月12日 优先权日2003年6月12日
发明者孔庆成 申请人:孔庆成