CN100567071C - 自行车照明系统 - Google Patents

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Abstract

在利用包括前灯的多个电气装置的自行车照明系统中，可以简化用于控制电压的设备。一种自行车照明系统10包括：照明电路41，电动变速系统42，和尾灯43。照明系统41包括：整流电路50，用于整流轮毂发电机40产生的交流电压，和主发光电路51，它连接到所述整流电路50，并至少有一个第一发光二极管，由于所述整流电路50的输出，第一发光二极管总是接通(发光)的。电动变速系统42和尾灯43是与轮毂发电机40的照明电路41并联连接，它们的运行是借助于轮毂发电机40产生的电能。

Description

自行车照明系统
技术领域
本发明涉及照明系统，尤其涉及利用自行车发电机产生的电能的自行车照明系统。
背景技术
自行车有安装的电气装置作为照明设备，例如，前灯或尾灯。通常，大多数前灯是由发电机产生的电点亮的。一般地说，发电机输出电压的增大是与自行车速度(车轮转动)成正比，在高速的情况下，在照明设备关断时发电机两个端子之间的输出电压超过100V。因此，利用发电机的输出电压接通照明设备时，电气装置必须承受这种高的电压。然而，可以承受高电压的部件通常缺乏通用性，且它的价格是昂贵的。
最近以来，诸如电动变速系统的电气装置已安装在自行车上，其中一些电气装置是利用发电机产生的电能作为电气装置的电源。为了利用发电机的电能，这种电气装置也必须承受高的电压。
此外，为了运行每个电气装置，例如，在电动变速系统的情况下，大部分电能用在速度变化的时刻，所以，发电机在那个时刻产生的电能是不够的，因此，电动变速系统的运行有时变得不稳定。所以，为了稳定运行，一些电气装置配置电存储元件，用于存储发电机的电能供未来使用。
为了能够在自行车停止时利用每种电气装置，一些电气装置配置存储元件作为存储发电机产生电能的电气装置(例如，参照专利文件1)。
[专利文件1]Japanese Unexamined Patent ApplicationPublication H2003-11879
发明内容
[需要解决的问题]按照所述常规的配置，为了能够利用通用的电气装置，每个电气装置需要一种用于控制电压的设备，例如，保护电路，可以钳制发电机的输出电压到某个范围，或电压调整电路，可以调整电压到某个数值。具体地说，为了利用存储元件，需要控制加到存储元件上的电压以保护该存储元件。
本发明解决的问题是简化用于控制自行车照明系统中电压的设备，该系统使用包括前灯在内的多个电气装置。
[解决问题的手段]
按照本发明1的自行车照明系统配置照明电路和工作部分。该照明系统包括：整流电路，用于把自行车发电机产生的电力整流为直流电；和主发光电路，该电路连接到所述整流电路，并至少有一个总是接通(点亮)的第一发光二极管，这是由于所述整流电路的输出。与自行车发电机的照明电路并联连接的工作部分是利用发电机的电能运行。
按照本发明1的自行车照明系统配置照明电路和工作部分。该照明系统包括：整流电路，用于把自行车发电机产生的电力整流为直流电；和主发光电路，该电路连接到所述整流电路，并至少有一个总是接通(点亮)的第一发光二极管，这是由于所述整流电路的输出。与自行车发电机的照明电路并联连接的工作部分是利用发电机的电能运行。
按照这种照明系统，当自行车运动时，发电机产生电压，该电压在整流电路中被整流，并提供给照明电路中的第一发光二极管，例如，它的功能是前灯。在电压增大到正向电压之前，第一发光二极管是不接通的，而当电压增大到正向电压时，第一发光二极管就接通点亮。当第一发光二极管接通时，即使输出电压开始增大到超过多个二极管中正向电压和第一发光二极管中的正向电压确定的箝位电压，其中整流电路内的电流流过这多个二极管，多余的电流流过第一发光二极管，被箝制在箝位电压的输出电压不可能增大到超过箝位电压。此处，因为整个系统中的电压被箝制到用于照明的第一发光二极管，就不需要对每个动作提供电压控制电路。因此，在自行车照明系统中，可以简化用于控制电压的设备。
按照本发明2的自行车照明系统是本发明1描述的系统中的辅助发光电路，其中工作部分包括：第二发光二极管，其正向电压低于第一发光二极管的正向电压。在这种情况下，若流入第二发光二极管的电压由于电阻而降低，则可以接通在辅助发光电路中使用的第二发光二极管，其中借助于通过第一发光二极管的箝位电压，其光强低于前灯的光强，例如，位置灯。
按照本发明3的自行车照明系统是本发明1或本发明2的电动变速系统，其中工作部分控制自行车中的电动变速系统。在这种情况下，电动变速系统配置存储元件，例如，配置电容器，但是发电机的输出电压保持在箝位电压内，因此，在这个电动变速系统中不需要配置电压控制电路。
按照本发明4的自行车照明系统包括：按照本发明3描述的系统中的存储元件，其中电动变速系统存储整流电。在这种情况下，利用简单的配置，存储元件中所加的电压可以保持在某个范围内。
按照本发明5的自行车照明系统是按照本发明1至4中任何一个描述的系统中的尾灯，其中工作部分固定在包含第三发光二极管的自行车后部，第三发光二极管的正向电压低于第一发光二极管的正向电压。在这种情况下，若流入第三发光二极管的电压因电阻而降低，则可以接通可用作尾灯的第三发光二极管，例如，由于通过第一发光二极管的箝位电压，尾灯的光强低于前灯的光强。
[本发明的效果]
按照本发明，因为总的电压被箝制到用于发光的第一发光二极管，就不需要对每个动作提供电压控制电路。因此，在自行车照明系统中，可以简化用于控制电压的设备。
附图说明
图1表示用于说明自行车照明系统配置的方框图，其中采用本发明的一个实施例。
图2表示用于说明其照明电路配置的电路图。
图3表示用于说明电动变速系统配置的方框图。
[符号说明]
40 轮毂发电机(自行车发电机的一个例子)
41 照明电路
42 电动变速系统(工作部分的一个例子)
43 尾灯(工作部分的一个例子)
50 整流电路
51 主发光电路
52 位置灯(辅助发光电路的一个例子)
LED 1-3 第一发光二极管至第三发光二极管
具体实施方式
在图1中，采用本发明一个实施例的自行车照明系统10包括：安装在自行车轮毂轴上的轮毂发电机40，具有前灯功能的照明电路41，作为工作部分的电动变速系统42，它与照明电路41并联连接用于轮毂发电机40，和作为工作部分的尾灯43。在自行车运动的基础上，轮毂发电机40输出交流电压，它可以提供电能给自行车上的照明电路41，电动变速系统42，和尾灯43。
照明电路41包括：灯罩41a，它可以固定在自行车前叉的灯柱上。如图1和2所示，灯罩41a包含整流电路50，其中从轮毂发电机40输出的交流电压经受全波整流，和主发光电路51，它是至少利用一个总是接通(发光)的第一发光二极管LED 1的前灯，这是由于整流电路50的输出。此外，灯罩41a包含作为工作部分的位置灯(辅助照明电路的一个例子)52。
整流电路50包含桥路连接的四个二极管D1-D4，这些二极管有正端和负端。
主发光电路51包括：电阻R1，用于调整连接到整流电路50中正端的电压和电流，和第一发光二极管LED1，其中电阻R1连接到阳极。第一发光二极管LED1中的阴极连接到整流电路50中的正端。第一发光二极管LED1是功率LED，例如，可以辐射约3W的白光输出，其正向电压是3.5V。第一发光二极管LED1和整流电路50能够使轮毂发电机40输出的电压被箝制在照明系统10中的箝位电压VC。在箝位电压VC下，其中每个二极管D1-D4的正向电压是Vd，和第一发光二极管LED1的正向电压是Ved，箝位电压VC可以表示如下：
VC＝2×Vd+Ved
此处，若每个二极管D1-D4的正向电压是0.6V，则箝位电压VC是4.7V。
所以，在这个照明系统10中，轮毂发电机40的输出电压总是在4.7V内，它绝不增大到超过箝位电压VC。
位置灯52是与主发光电路51并联连接。位置灯52包括用于调整电压和电流的电阻R2，它连接到整流电路50中的正端和第二发光二极管LED2，其中电阻R2连接到阳极。第二发光二极管LED2的阴极连接到整流电路50中的正端。第二发光二极管LED2的正向电压低于第一发光二极管LED1的正向电压(例如，3.5V)，约为2V。第二发光二极管LED2是功率LED，用于辐射约为0.01-1.0W的白光输出。电阻R2的电阻值大于电阻R1的电阻值，因此，通过安排约为2V的正向电压，箝位电压VC不会因第二半导体二极管LED2而降低。
图3所示的电动变速系统42包括：由大容量电容器构成的存储元件60，例如，电双层电容器，可以在停止时控制电压的起伏；电机驱动器61，它是由存储元件60提供的电能运行；用于控制电机驱动器61的变速控制部分62；和电机驱动器61操作的变速电机63。变速控制部分62输出电机驱动信号到电机驱动器61，其中变速信号是由自行车把手上的变速开关提供。通常，在这种电动变速系统中，提供诸如调节器的电压控制电路，用于保持该设备输入端的电压。然而，在这个实施例中，第一发光二极管LED1总是接通(点亮)的，或整流电路50箝制轮毂发电机40的输出电压，从而控制该电压在箝位电压内，因此，在电动变速系统42中不需要这种电压控制电路。
如图2和图3所示，尾灯43包含可以固定在自行车后部的尾灯壳43a。此外，尾灯43包含用于调整电压和电流的电阻R3，它连接到尾灯壳43a中包含的整流电路50正端和第三光二极管LED3，其中电阻R3连接到阳极。第三发光二极管LED3是功率LED，用于辐射约0.01-1.0W的红光输出。第三发光二极管LED3的正向电压也是约2V，和低于第一发光二极管LED1的正向电压。
在按照这种方式配置的照明系统10中，若整流电路50中电流的电势超过第二发光二极管LED2和第三发光二极管LED3的正向电压(例如，2V)，则位置灯52和尾灯53就点亮。然而，电流没有流入到照明电路41中的第一发光二极管LED1，因此，第一发光二极管LED1不点亮。此外，若整流电路50中电流的电势超过第一发光二极管LED1的正向电压，则第一发光二极管LED1就点亮，它作为照明电路41中主发光电路51的前灯。若电流流入到第一发光二极管LED1。则电流在照明电路41中流动，所以，轮毂发电机40的输出电压被箝制到箝位电压VC，与此同时，第一发光二极管LED1就接通(点亮)，因为主发光电路51总是接通的。所以，轮毂发电机40的输出电压在高速下不可能增大到超过箝位电压VC，因此，过高的电压不可能加到位置灯52，电动变速系统42，或尾灯43。
此处，因为在整个照明系统10中的电压被箝制到用于照明的第一发光二极管LED1，从而不需要给每个动作部分提供电压控制电路。因此，在自行车照明系统10中，可以简化用于控制电压的设备。
其他的实施例：
(a)在以上的实施例中，发光二极管用于作为工作部分的位置灯52或尾灯43，但是也可以使用普通的灯泡。
(b)在以上的实施例中，位置灯52，电动变速系统42，和尾灯43描述为工作部分，但是工作部分可以包括利用发电机电能运行的所有电气装置。

Claims (3)

1.一种自行车照明系统，包括：
整流电路，用于把自行车发电机产生的电力整流为直流电；
照明电路，包含连接到所述整流电路的主发光电路，由于所述整流电路的输出，所述主发光电路至少有一个总是保持接通的第一发光二极管；和
与所述照明电路并联连接的工作部分，它的运行借助于所述自行车发电机产生的电能，其中
所述工作部分是不带用以箝制来自所述自行车发电机的输出电压的电压控制电路的电动变速控制系统，用于控制自行车的电动变速设备。
2.按照权利要求1的自行车照明系统，其中所述电动变速系统包括用于存储整流电的存储元件。
3.按照权利要求1的自行车照明系统，其中所述工作部分是包括第三发光二极管的尾灯，它与自行车的后部连接，其正向电压低于所述第一发光二极管的正向电压。
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