[發明專利]用于便攜式照明設備的改進電路及便攜式可充電電子設備

無效

• 申請號: 200910133532.1
• 申請日: 2005-12-07
• 公開（公告）號: CN101566280A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 斯泰西·韋斯特
• 申請（專利權）人: 美光工具公司
• 主分類號: F21L4/00
• 分類號: F21L4/00;F21V23/00;H05B39/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 屠長存

本申請是申請人美光工具公司于2005年12月7日申請的、申請 號為200580042026.1、名稱為“用于便攜式照明設備的改進電路及便 攜式可充電電子設備”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種便攜式電子設備，包括如手電筒的手持便攜式照 明設備及其電路。

背景技術

各種手持或便攜式照明設備，包括手電筒的設計，是現有技術中 已知的。手電筒通常包括具有正負電極的一節或多節干電池。在某些 設計中，電池被串聯放置在可用于把持手電筒的筒體或外殼的電池腔 內。往往從一個電池電極開始、經由和一個電極或燈泡電耦合的傳導 裝置來形成一個電路。在經過燈泡之后，該電路繼續經過與所述傳導 裝置電接觸的燈泡的第二個電極，所述傳導裝置進而與電池的另一個 電極電接觸。白熾燈泡包括一個燈絲。通常，該電路包括一個用來斷 開或閉合電路的開關。在采用白熾燈泡的情況下，啟動所述開關以閉 合該電路能夠使電流流過燈泡和燈絲，從而發光。

傳統的手電筒使用一個機械開關來“打開”手電。這是通過使兩個 觸點機械連接并允許電流從電池的正極端經由燈泡流回電池的負極端 來實現的。機械開關的一個缺點在于，它們容易磨損和破裂，并且以 物理方式接通和斷開電路的元件容易發生氧化。機械開關也不允許以 自動的或受控的模式開啟和關閉手電。

傳統手電筒的另一個缺點是，當它們被開啟時，其立刻使得大量 電流從電池流過燈絲，從而對燈絲造成很大壓力。這種電涌的發生是 由于當燈絲很冷時，燈絲的電阻非常低。

重要的是，燈絲是一段導線，它最初起到短路的作用。當燈絲加 熱直至達到發光點時，形成了燈絲電阻。因此，當手電筒最初被開啟 時，電流量比燈泡被設計用來應付流經燈泡的電流所承受的電流量要 大得多。盡管在這一短暫階段的電涌超過了燈泡的設計極限，但該短 暫階段的持續時間非常短，足以使燈泡大體上能夠經受住這種電涌。 但隨著時間的流逝，這種電流的涌動會由于對燈絲施加壓力而損壞燈 泡，最終導致燈絲的故障。實際上，在這一短暫階段期間往往會使燈 絲最終發生故障。

傳統手電筒的另外一個缺點是，它們通常用堿性電池或干電池來 供電。堿性電池或干電池當用完時被丟棄，用戶不得不再去買新的電 池來更換廢電池。更換電池不是很方便，并且會給手電筒用戶帶來附 加的開銷。此外，堿性電池或干電池很重，因此會增加手電筒的總重 量。

已經開發出可充電的鉛酸蓄電池來代替堿性電池和干電池。這些 電池類型具有可反復充放電以重復使用的優點。但它們相對較大，并 且必須在使用一段時間后用電解液來重新填充。由于它們具有很大的 體積和重量，甚至比堿性電池/干電池還要重，可充電的鉛酸蓄電池通 常和安裝在墻上的安全照明固定裝置、摩托車和汽車一起使用，但一 般不會被考慮用于便攜式照明設備，如手電筒。

鎳鎘電池和鎳金屬氫化物電池已用被用于代替手電筒中的常規 電池。鎳鎘電池和鎳金屬氫化物電池具有重量輕、便于使用以及可反 復充放電的優點。但是，這些電池的缺點是會產生重金屬污染。另外， 鎳鎘電池和鎳金屬氫化物電池具有所謂的電池記憶效應。因此，為了 避免縮短電池壽命，需要在這種類型的電池被重新充電之前將未使用 的電力放掉。

一種改進的用于便攜式電子設備的可充電能源是鋰離子電池。鋰 離子電池比鎳鎘電池和鎳金屬氫化物電池具有更高的能量密度和更低 的自我放電速度。鋰離子電池還比鎳鎘電池和鎳金屬氫化物電池具有 更高的能量與重量之比。但是，當鋰離子電池被充電超過其安全極限 或者其端子被短接時可能會爆炸。此外，對鋰離子電池過度放電可能 會持久地損壞鋰離子電池。因此，大多數鋰離子電池用在包含內置保 護電路的電池組中，所述內置保護電路具有過度充電、過度放電和短 路保護功能。當檢測到短路時，這種電池組保護電路在內部阻礙了電 流從鋰離子電池組流出。這樣，如果在設備的重復充電觸點之間發生 了短路，則所述電池組保護電路啟動，該電子設備將停止工作。

為了避免這種由于疏忽產生的中斷，由可充電的鋰離子電池組供 電的便攜式電子設備的重復充電觸點使這些觸點位于很難接近或隱蔽 的位置。不幸的是，這種配置需要使用插頭、專用插入物、對準突出 部或復雜的支架來對電池重復充電。但是，在設計上需要使充電觸點 或充電環暴露出來的手電筒或其他可充電設備的情況下，阻礙接近重 復充電觸點并不是一項可行的方案。