CN1658728A - 携带式矿灯及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属矿山井下作业人员携带使用的携带式矿灯及工作方法。该矿灯具有开关电路、采用超高亮发光二极管的照明电路、锂电池、单片机、脉冲宽度调制电路、电池检测电路。照明时单片机由电池检测电路检测锂电池的工作电压和电流，并随时调整工作电流；当调整失败或温度超标时，单片机控制矿灯停止工作。当该矿灯设置甲烷检测电路后，若甲烷浓度超标时单片机控制超高亮发光二极管闪烁报警。本发明还可增加对锂电池进行充电的工作模式，单片机由电池检测电路随时检测并调整锂电池的充电电流和电压，确保了锂电池的充电安全及其充电饱和度。本发明可通过严格控制锂电池的放电过程而确保矿灯的照明时间和照明亮度，可以安全使用锂电池，寿命较长。

Description

携带式矿灯及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种矿山井下作业人员携带使用的矿灯及其工作方法。

背景技术

在煤矿、铁矿或其它矿井下工作的人员在作业时常需在其所戴的安全帽上安置一个照明装置，该照明装置可称为携带式矿灯。传统携带式矿灯常采用硫酸电瓶的铅酸蓄电池作为电源，因此该携带式矿灯重量和体积都比较大，也易污染环境；其次，该传统携带式矿灯所采用的发光器件通常是普通灯泡，而这类灯泡亮度低、耗电量大，所以铅酸蓄电池的持续照明时间较短；再次，因国家标准规定矿灯外暴露的金属件均不应存在电位差，否则，在有甲烷的情况下，矿灯的电路装置常常会产生电火花，因此对携带式矿灯具有较高的安全性要求。中国专利申请03248162.4公开了一种简易锂电池电源矿灯，该发明的电源采用了锂电池代替了传统的铅酸蓄电池，大大减小了矿灯的重量和体积，但其光源仍采用了常用的灯泡，因而其持续使用的时间仍较短。另外该矿灯使用的电路装置没有采取密闭保护措施，容易产生火花，存在安全隐患。中国专利申请03269787.2公开了超小型矿灯，该发明采用了LED作为矿灯的光源，同时采用锂电池或镍氢电池作为电源，大大减小了矿灯的体积和重量；但该发明的矿灯还具有以下不足之处，一方面，在使用时，该发明的矿灯使用了一块专用LED驱动芯片LM2791，该芯片功能单一，且其LED输出端的最大输出电流为36mA，因此该芯片所能采用的LED的功率和亮度有很大限制；另一方面，该矿灯没有采取电路密闭措施，存在安全隐患；另外，锂电池在使用中常常存在过充电、过放电或环境温度过高等损害锂电池安全使用和影响锂电池使用寿命的现象发生；所以在采用锂电池作为电源的电路中，必须采取具有严格而完善的锂电池的充放电电路，才能真正实现锂电池的安全使用，确保锂电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种重量轻、安全性高、可靠性好、亮度高、使用寿命长、持续使用时间较长的节能型携带式矿灯以及该矿灯的工作方法，且其中的锂电池可安全使用。

实现本发明目的中的提供一种携带式矿灯的技术方案是，具有抗压的外壳和电路装置，电路装置具有开关电路、照明电路和锂电池；照明电路具有超高亮发光二极管；其特点是：还具有单片机、脉冲宽度调制电路和电池检测电路；开关电路为感应开关电路；电路装置的一部分设置在密闭的外壳中，其余的部分密闭设置在外壳上，电路装置的密闭设置在外壳上的部分为超高亮发光二极管和开关电路的感应部；单片机具有感应开关信号输入端、电池检测信号输入端、电源控制信号输出端、脉冲信号输出端和电源端；脉冲宽度调制电路具有电源输入端、电源控制端、脉冲信号输入端和放电电流输出端；电池检测电路具有电池状态信号采样端和电池状态信号输出端；锂电池的电源输出端接单片机的电源端和脉冲宽度调制电路的电源输入端，电池检测电路由其电池状态信号采样端与锂电池的两个电极相连；电池检测电路的电池状态信号输出端接单片机的电池检测信号输入端；感应开关电路的输出端接单片机的感应开关信号输入端；单片机的电源控制信号输出端接脉冲宽度调制电路的电源控制端、单片机的脉冲信号输出端接脉冲宽度调制电路的脉冲信号输入端；脉冲宽度调制电路的放电电流输出端接照明电路的电源端。

上述技术方案中，电路装置还具有充电指示电路、取样电路，外部充电端口和磁簧开关；充电指示电路和取样电路设置在密闭外壳中，外部充电端口和磁簧开关密闭设置的外壳上；单片机还具有放电控制信号输出端、充电控制信号输出端、充电状态信号输出端和充放电检测端口；脉冲宽度调制电路还具有放电电流控制端、充电电流输入端、充电电流输出端和充电电流控制端；取样电路具有电压信号输入端和电压信号输出端；磁簧开关具有输入端和输出端；外部充电端口接磁簧开关的输入端；磁簧开关的输出端接取样电路的电压信号输入端；取样电路的电压信号输出端接单片机的充放电检测端口；磁簧开关的输出端和取样电路的电压信号输入端的公共接点接脉冲宽度调制电路充电电流输入端；脉冲宽度调制电路的充电电流输出端接锂电池的正电极；充电指示电路设置在单片机的充电状态信号输出端与地线之间；单片机的放电控制信号输出端接脉冲宽度调制电路的放电电流控制端，单片机的充电控制信号输出端接脉冲宽度调制电路的充电电流控制端。

上述技术方案中，电路装置还具有甲烷检测电路，单片机还具有甲烷检测信号输入端，甲烷检测电路的输出端接单片机的甲烷检测信号输入端；甲烷检测电路的感应头密闭设置在外壳上，其余部分设置在外壳中。

上述技术方案中，电路装置还具有稳压器，稳压器具有输入端、输出端和接地端；锂电池的正电极接稳压器的输入端，稳压器的输出端接单片机的电源端；照明电路还具有熔断器，熔断器串联在脉冲宽度调制电路的电流输出端与照明电路的超高亮发光二极管的正极之间；稳压器设置在密闭外壳中。

上述技术方案中，感应开关电路具有人体接触用的感应金属片、电容和电阻；感应金属片、电容和电阻组成的RC延迟电路；感应金属片上还有一层绝缘薄膜而使感应金属片与外界隔绝；感应金属片密闭设置在外壳上，感应开关电路的其余部分设置在密闭外壳中。

上述技术方案中，单片机的电池检测信号输入端包括电池温度信号输入端口、电池电压信号输入端口和电池电流信号输入端口；电池检测电路包括电池温度信号检测电路、电池电压信号检测电路和电池电流信号检测电路；电池检测电路的电池温度信号检测电路的输出端口接单片机的电池温度信号输入端口，电池检测电路的电池电压信号检测电路的输出端口接单片机的电池电压信号输入端口，电池检测电路的电池电流信号检测电路的输出端口接单片机的电池电流信号输入端口。

上述技术方案中，脉冲宽度调制电路具有电源输入放大电路、脉冲输入及脉宽调制电路、延迟电路、放电放大电路和充电放大电路；电源输入放大电路的控制端即为脉冲宽度调制电路的电源控制端，脉冲输入及脉宽调制电路的控制端即为脉冲宽度调制电路的脉冲信号输入端，放电放大电路的控制端即为脉冲宽度调制电路的放电电流控制端，充电放大电路的控制端即为脉冲宽度调制电路的充电电流控制端；电源输入放大电路的电源端即为脉冲宽度调制电路的电源端，电源输入放大电路的输出端接脉冲输入及脉宽调制电路的电源端；脉冲输入及脉宽调制电路的输出端接延迟电路的输入端，延迟电路的输出端同时接放电放大电路和充电放大电路的电源端，放电放大电路的输出端即为脉冲宽度调制电路的放电电流输出端，充电放大电路的输出端即为脉冲宽度调制电路的充电电流输出端。

本发明的携带式矿灯，其工作时所采用的方法具有以下步骤：①携带式矿灯在其单片机上电后，单片机运行工作状态判断程序，当程序判断为执行放电程序后，单片机先运行电池温度检测程序，也即单片机对由其电池检测信号输入端接收的电池检测电路的电池状态信号输出端输出的电池温度信号进行判断，当锂电池的温度大于或等于60摄氏度时，单片机则进入停机状态；当锂电池的温度小于60摄氏度时，单片机则运行电池电压检测程序，也即单片机对由其电池检测信号输入端接收电池检测电路的电池状态信号输出端输出的电池电压信号进行判断，当锂电池的输出电压小于2.7V时，单片机1则进入停机状态；当锂电池14的输出电压小于2.9V且大于2.7V时，单片机1则进入等待充电状态；当锂电池的输出电压大于或等于2.9V时、单片机运行开关状态检测程序，也即单片机对其感应开关信号输入端是否有输入信号以及输入信号的次数进行判断，根据不同的开关状态情况而选择运行相应的后续程序；若单片机的感应开关信号输入端一直无输入信号，则单片机循环运行工作状态判断程序、电池温度检测、电池电压检测和开关状态检测程序；在电池温度小于60摄氏度、电池电压大于或等于2.9V的状态下，当用户第一次接触感应开关电路的信号输入端时，单片机测得有感应开关信号输入且判断该输入信号为第一控制信号时，单片机则运行第一脉宽调制程序和电池电流检测程序，也即单片机由其电源控制信号输出端输出高电平、由其脉冲信号输出端输出频率固定而占空比可调的脉冲信号、由其放电控制信号输出端输出高电平，单片机通过对所输出的脉冲信号的占空比的调整而控制脉冲宽度调制电路的脉宽调制，从而使锂电池输出的电流经脉冲宽度调制电路的脉宽调制后向照明电路供电，同时单片机对由其电池检测信号输入端接收的电池检测电路的电池状态信号输出端输出的电池电流信号的值进行判断，若上述电池电流信号的值大于或小于第一脉宽调制程序所设定的范围，则单片机降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使其检测的电池电流信号的值落入第一脉宽调制程序所设定的电流值的范围内；此时，携带式矿灯处于第一工作状态，即正常放电状态，而单片机则处于循环运行电池温度检测、电池电压检测、开关状态检测、电池电流检测和第一脉宽调制程序的状态中；当单片机的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比为程序设定的最大值或最小值时，而单片机测得电池电流信号的值仍小于或大于第一脉宽调制程序所设定的电流值的范围，则单片机进入停机状态；②当携带式矿灯处于第一工作状态下且用户第二次接触感应开关电路时，单片机则将该接触信号判断为第二控制信号，而运行电池电流检测程序和第二脉宽调制程序，单片机对由其电池检测信号输入端接收的电池检测电路的电池状态信号输出端输出的电池电流信号的值进行判断，若上述电池电流信号的值大于或小于第二脉宽调制程序所设定的范围，则单片机降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使所检测的电池电流信号的值落入第二脉宽调制程序设定的电流值的范围内；此时，携带式矿灯处于第二工作状态，即应急省电状态，而单片机则处于循环运行电池温度检测、电池电压检测、开关状态检测、电池电流检测和第二脉宽调制程序的状态中；当单片机的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比为程序设定的最大值或最小值，而单片机测得电池电流信号的值仍小于或大于第二脉宽调制程序所设定的电流值的范围，则单片机进入停机状态；③若有其它因素使电路短路，则单片机进入停机状态；④当携带式矿灯处于第二工作状态下且用户第三次接触感应开关电路时，单片机则将该接触信号判断为第三控制信号，而运行待机程序，也即单片机由其电源控制信号输出端输出低电平至脉冲宽度调制电路的电源控制端使脉冲宽度调制电路的电源端处的器件截至，而停止锂电池通过脉冲宽度调制电路对照明电路的供电，同时单片机循环运行电池温度检测、电池电压检测和开关状态检测程序，等待下一次接触信号也就是第一控制信号的到来。

上述技术方案中，电路装置还具有充电指示电路、取样电路，外部充电端口和磁簧开关；充电指示电路和取样电路设置在密闭外壳中，外部充电端口和磁簧开关密闭设置的外壳上；单片机还具有充电状态信号输出端和充放电检测端口；脉冲宽度调制电路还具有充电电流输入端和充电电流输出端；取样电路具有电压信号输入端和电压信号输出端；磁簧开关具有输入端、输出端和控制端；外部充电端口同时接磁簧开关的输入端和控制端；磁簧开关的输出端接取样电路的电压信号输入端；取样电路的电压信号输出端接单片机的充放电检测端口；磁簧开关的输出端和取样电路的电压信号输入端的公共接点接脉冲宽度调制电路充电电流输入端；脉冲宽度调制电路的充电电流输出端接锂电池的正电极；充电指示电路设置在单片机的充电状态信号输出端与地线之间；携带式矿灯在其单片机运行工作状态判断程序时，由其充放电检测端口检测取样电路的电压信号输出端所输出的电压信号，若该电压信号为高电平则运行充电程序，若该电压信号为低电平则运行放电程序；而外部充电端口接入充电电源时，则磁簧开关同时闭合；取样电路的电压信号输出端由低电平变为高电平，同时单片机的充放电检测端口也由低电平变为高电平，由此单片机进入充电程序；单片机在运行充电程序时，由其充电状态信号输出端输出高电平使充电指示电路开始发光；同时单片机运行电池温度检测程序，也即单片机对由其电池检测信号输入端接收的电池检测电路的电池状态信号输出端输出的电池温度信号进行判断，当锂电池的温度大于或等于60摄氏度时、单片机则进入停机状态，当锂电池的温度小于60摄氏度时、单片机则运行电池电压检测程序，也即单片机对由其电池检测信号输入端接收电池检测电路的电池状态信号输出端输出的电池电压信号进行判断，当电源电压小于2.7V时、单片机进入停机状态，当电源电压大于2.7V小于4.1V时、单片机进入恒流充电和电池电流检测程序状态，即单片机的脉冲信号输出端输出占空比基本为一定值的脉冲信号，并对其所测得的电池电流信号的值与恒流充电程序所设定的充电电流大小范围进行比较，当上述电池电流信号的值大于或小于恒流充电程序所设定的充电电流大小范围，则单片机降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使其检测的电池电流信号的值落入恒流充电程序所设定的电流值的范围内，则调节完成，携带式矿灯处于恒流充电工作状态，即单片机处于循环运行电池温度检测、电池电压及电流检测和恒流充电程序的状态中；当单片机的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比为最大值或最小值，而单片机测得电池电流信号的值仍小于或大于恒流充电程序所设定的电流值的范围，则恒流充电失败，单片机进入停机状态；当恒流充电正常时，则锂电池电极两端的电压随恒流充电时间的延长而逐渐升高，当锂电池的电极两端的电压升至4.1V时，则单片机进入电池电流是否为小于一确定数值的判断程序，若电池电流不小于该数值时，则单片机进入恒压充电和电压检测程序状态，即单片机的脉冲信号输出端输出相应占空比的脉冲信号，并对其所测得的电池电压信号的值与恒压充电程序所设定的充电电压值进行比较，当上述电池电压信号的值不等于恒压充电程序所设定的充电电压值，则单片机降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使其检测的电池电压信号的值为恒压充电程序所设定的电压值，则调节完成，携带式矿灯处于恒压充电工作状态，即单片机处于循环运行电池温度检测、电池电压、电池电流检测、恒压充电和电压检测程序的状态中；当单片机的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比为最大值或最小值，而单片机测得电池电压信号的值仍小于或大于恒压充电程序所设定的电压值，则恒压充电失败，单片机进入停机状态；若恒压充电正常时，则随着恒压充电的正常进行，单片机的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比逐渐减少，充电电流也逐渐变小；当单片机在循环运行电池温度检测、电池电压、电池电流检测、恒压充电和电压检测程序的状态中运行至电池电流检测程序时，若所检测到的充电电流小于100mA时，单片机进入涓流充电程序状态，也即单片机的脉冲信号输出端口输出一定占空比的脉冲信号控制进行涓流充电；当涓流充电40分钟后，单片机运行充电电源是否被切断的判断程序，若判断充电电源被切断，则单片机重新运行工作状态判断程序。

上述技术方案中，还具有甲烷检测电路，单片机还具有甲烷检测信号输入端，甲烷检测电路的输出端接单片机的甲烷检测信号输入端；若单片机工作在正常放电状态或应急省电状态且单片机测得甲烷浓度超出单片机所设定的值时，单片机的脉冲信号输出端输出一定占空比的脉冲信号，以使照明电路的超高亮发光二极管开始闪烁；此时单片机处于循环运行电池温度检测、电池电压检测和报警程序状态中；单片机测得甲烷浓度低于单片机所设定的值时，单片机重新工作在正常放电状态或应急省电状态。

本发明所具有的积极效果：(1)本发明的矿灯采用超高亮发光二极管作为照明器件，采用锂电池为电源，大大减轻了矿灯的重量和体积；同时还采用了单片机以及相应的电路，再设置相应的程序后，使用可严格控制锂电池的放电过程，从而确保了照明时间、照明亮度、锂电池的安全使用以及使用寿命。(2)本发明的矿灯的电路装置大部分封装在绝缘外壳中，露出外壳的部分也与外壳密闭连接在一起，而使矿灯的电路装置与外界处于隔离状态，从而大大提高了本发明矿灯的使用安全性。另外本发明的矿灯采用了感应开关，感应金属片上有一层绝缘薄膜而使感应开关使用时不会产生电火花。(3)当本发明的矿灯的电路装置设置充电电路且在单片机中设置相应的程序后，则可在单片机的控制下对矿灯中的锂电池进行安全充电，且不需将锂电池取出外壳后充电，从而确保了外壳的密闭性。相对于中国专利申请03269787.2而言，其锂电池必须取出才能进行充电，因此其外壳必须是可拆分的机械闭锁装置且只有采用专用工具才能将其打开，这样显然给矿灯的正常使用带来不便；另外，其闭锁装置老化后常难以完全密闭，故而易存在安全隐患。而本发明的矿灯将电路整体置于抗压的密闭外壳中，无须将锂电池取出充电，始终保证密闭，故而安全性高，完全符合国家标准。(4)本发明的矿灯设置甲烷检测电路后，当矿灯的电路装置处于工作状态时，若周围环境的甲烷超过一定的浓度，则矿灯的超高亮发光二极管在单片机的控制下处于闪烁状态，以提醒使用者。(5)本发明的矿灯在进行放电而使超高亮发光二极管发光时，随时对电池的电压、电流进行检测，并及时进行调整，还对电池温度进行检测，当发现温度超标或在进行脉宽调制后仍不能使电池电压或电池电流处于规定的范围内时，则单片机控制矿灯停止工作；在充电时也是这样，一旦发现温度超标或在进行脉宽调制后仍不能使电池电压或电池电流处于规定的范围内时，则单片机控制矿灯停止工作；从而使本发明的矿灯的安全性得到进一步的提高。(6)因本发明的矿灯的电路装置可进行多级放大，因而可使锂电池供给超高亮发光二极管的最大电流达290毫安，因而具有较大的输出功率，从而可使本发明的矿灯使用功率较大的超高亮发光二极管，而可以进一步提高照明亮度。

附图说明

图1为本发明的矿灯的电路框图。

图2为本发明工作时单片机的程序框图。

图3为本发明的电路原理图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的携带式矿灯具有抗压的外壳和电路装置，电路装置具有单片机1、开关电路2、充电指示电路3、甲烷检测电路4、取样电路5、外部充电端口6、磁簧开关7、脉冲宽度调制电路8、照明电路9、稳压器11、电池检测电路13和锂电池14。单片机1、取样电路5、磁簧开关7、脉冲宽度调制电路8、稳压器11、电池检测电路13和锂电池14设置在密闭的外壳内。

见图3，标号为M1的单片机1的型号为HT46R47。单片机1具有电源端VDD端，接地端VSS端，作为甲烷检测信号输入端的PA0端口，作为感应开关信号输入端的PA2和PA3端口，作为充放电检测端的PA4端口，作为电池检测信号输入端的AN0、AN1和AN2端口，其中AN0端口为电池电流检测信号输入端，AN1端口为电池电压检测信号输入端，AN2端口为电池温度检测信号输入端。单片机1还具有作为充电状态信号输出端的PA1和AN3端口、作为电源控制信号输出端的PA5端口、作为放电控制信号输出端的PA6端口、作为充电控制信号输出端的PA7端口和作为脉冲信号输出端的PMW端口。OSC1端连接外部RC电路作为内部时钟，电阻R5一端接单片机M1的OSC1端，电阻R5另一端接地线。OSC2悬空；RES为复位端，低电平有效，电容C2和电阻R1组成上电复位电路，电容C2和电阻R1的接点接RES端；VSS端接地。

开关电路2为感应开关电路，由作为感应部的人体接触用的感应金属片K、电容C6和电阻R14组成。其中感应金属片K、电容C6和电阻R14组成RC延迟电路，电容C6和电阻R14的接点接单片机M1的PA2端，电阻R14的另一端接单片机M1的PA3端，电容C6的另一端接感应金属片K。感应金属片密闭设置在外壳上，感应开关电路的其余部分设置在密闭外壳中。感应金属片K表面具有一层薄膜使感应金属片K与外界隔绝。当无人接触感应金属片K时，上述RC延迟电路的时间常数为τ，当有人用手指触摸感应金属片K时，使上述RC延迟电路的时间常数τ变大，而时间常数τ的大小、τ的大小变化以及变化次数由单片机M1经PA2端和PA3端读出，用以判断人的触摸次数，从而进入相应的工作状态。

充电指示电路3由发光二极管R/G的阴极和电阻R16串接而成，发光二极管R/G的阳极接单片机M1的作为充电状态信号输出端的PA1端和AN3端，电阻R16另一端接地线。发光二极管R/G密闭设置在外壳上，充电指示电路3的其余部分设置在密闭的外壳中。

甲烷检测电路4由电阻RL和甲烷检测器SENSOR串接而成，甲烷检测器SENSOR的输出端接单片机M1的AN3端。甲烷检测器SENSOR为采用微珠结构的常温气敏传感器。甲烷检测电路4的感应头密闭设置在外壳上，其余部分设置在密闭的外壳中。

取样电路5由电阻R11和R12串接而成，R11和R12的接点接单片机M1的作为充放电检测端的PA4端，电阻R12的另一端接地线。

外部充电端口6为一充电插口INPUT，设置在密闭外壳上。

磁簧开关7为S1。磁簧开关S1的一端接外部充电端口6，电阻R11的另一端接磁簧开关S1的另一端。

仍见图3，脉冲宽度调制电路8具有电源输入放大电路81、脉冲输入及脉宽调制电路82、延迟电路83、放电放大电路84和充电放大电路85。脉冲宽度调制电路8具有电源输入端、电源控制端、脉冲信号输入端、放电电流输出端、放电电流控制端、充电电流输入端、充电电流输出端和充电电流控制端。电源输入放大电路81由三极管Q5和电阻R13组成；三极管Q5的集电极接锂电池14的正电极；电阻R13的一端三极管Q5的基极，电阻R13的另一端即为电源输入放大电路81的控制端，该控制端作为脉冲宽度调制电路8的电源控制端接单片机1的电源输出控制端口；三极管Q5的集电极即为电源输入放大电路81的电源端，该电源端也是脉冲宽度调制电路8的电源输入端。脉冲输入及脉宽调制电路82由电阻R7、R8、R9电容C5和三极管Q1和Q2组成；电阻R7与电容C5并联组成RC延迟回路，该RC延迟回路的一端接三极管Q1的基极，该RC延迟回路的另一端即为脉冲输入及脉宽调制电路82的控制端，该控制端作为脉冲宽度调制电路8的脉冲信号输入端接单片机1的PWM口；三极管Q1的发射极接地线，三极管Q1的集电极与电阻R8串连；电阻R9与三极管Q2基极的接点接电阻R8的另一端，电阻R9与三极管Q2发射极的接点接三极管Q5的发射极。三极管Q2的发射极即为脉冲输入及脉宽调制电路82的电源端，三极管Q2的集电极即为脉冲输入及脉宽调制电路82的输出端。延迟电路83由电感L和二极管D2串接而成，电感L与二极管D2的接点即延迟电路83的输入端接三极管Q2的集电极，二极管D2的另一端接地线，电感L的另一端即为延迟电路83的输出端。放电放大电路84由三极管Q4和电阻R15组成；电阻R15的一端接三极管Q4的基极，电阻R15的另一端即为放电放大电路84的控制端，该控制端作为脉冲宽度调制电路8的放电电流控制端接单片机1的PA6口，三极管Q4的发射极即为放电放大电路84的输出端，该输出端作为脉冲宽度调制电路8的放电电流输出端接照明电路9的电源端。充电放大电路85由三极管Q3和电阻R10组成；电感L的另一端接三极管Q3的集电极即为充电放大电路85的电源端，电阻R10一端接三极管Q3的基极，电阻R10的另一端即为充电放大电路85的控制端，该控制端作为脉冲宽度调制电路8的充电电流控制端接单片机1的充电控制信号输出端PA7端口，三极管Q3的发射极即为充电放大电路85的输出端，该输出端作为脉冲宽度调制电路8的充电电流输出端接锂电池14的正电极，电感L与三极管Q3集电极的接点接三极管Q4的集电极。单片机1的PWM口输出脉冲信号至上述RC延迟回路，从而脉冲波信号变成了正弦波信号，因此控制了三极管Q1的工作状态，从而可以使三极管Q1、Q2交替导通和截至；放电时，单片机1控制三极管Q5、Q2、Q4处于工作状态，控制三极管Q3处于截止状态，并通过控制所输出的脉冲信号的占空比的大小而控制三极管Q2的工作状态，从而控制锂电池14的放电电流大小；在充电时，单片机1控制三极管Q5、Q2、Q3处于工作状态，控制三极管Q4处于截止状态，并通过控制所输出的脉冲信号的占空比的大小而控制三极管Q2的工作状态，从而控制锂电池14的充电电流或电压。

照明电路9由熔断器F和型号为BW-02的超高亮发光二极管D3的阳极串接而成，二极管D3的阴极接地线。熔断器F的一端接二极管D3的阳极，熔断器F的另一端作为照明电路9的电源端接三极管Q4的发射端。

稳压器11由型号为HT7550的三端稳压器M2和电容C7组成，其中M2的1脚接地线，电源端2脚接锂电池14的正极，输出端3脚输出3.3V的电压。电容C7的正端接M2的3脚，电容C7的负端接地线，M2的3脚接单片机M1的VDD端。

电池检测电路13包括电池温度信号检测电路、电池电压信号检测电路和电池电流信号检测电路；电池温度信号检测电路由紧贴于锂电池14的热敏电阻RT和电阻R6组成，RT与R6串接在稳压器11的输出端3脚与地线之间；电阻RT与R6的接点作为电池温度信号检测电路的输出端口接单片机1的电池温度检测信号输入端口AN2；电池电压信号检测电路由电容C4和电阻R4组成，电容C4和电阻R4串接在锂电池14的正电极与地线之间；电容C4和电阻R4的接点作为电池电压信号检测电路的输出端口接单片机1的电池电压检测信号输入端口AN1；电池电流信号检测电路为由电阻R3、R2和电容C3组成检测回路；电阻R3与R2的接点接锂电池14的负电极，电阻R3与电容C3的接点作为电池电流信号检测电路的输出端口接单片机1的电池电流检测信号输入端口AN0，电阻R3与电容C3的接点接地线。

锂电池14容量为4000mA/h，正常输出电压为3.7V，重量为84克，循环使用寿命为1000次。

见图2及图3，本实施例的携带式矿灯工作时所采用的方法具有以下步骤：

①携带式矿灯在其单片机1上电后，单片机1运行工作状态判断程序，即由其充放电检测端口PA4端检测取样电路5的电压信号输出端所输出的电压信号，若该电压信号为高电平则运行充电程序，若该电压信号为低电平则运行放电程序。

当程序判断为执行放电程序之后，单片机1先运行电池温度检测程序，也即单片机1对由其电池检测信号输入端AN0、AN1和AN2端接收的电池检测电路13的电池状态信号输出端输出的电池温度信号进行判断，当锂电池14的温度大于或等于60摄氏度时，单片机1则进入停机状态；当锂电池14的温度小于60摄氏度时，单片机1则运行电池电压检测程序。

单片机1在运行电池电压检测程序时，由单片机1对由其电池检测信号输入端AN0、AN1和AN2端接收电池检测电路13的电池状态信号输出端输出的电池电压信号进行判断，当锂电池14的输出电压小于2.7V时，单片机1则进入停机状态；当锂电池14的输出电压小于2.9V且大于2.7V时，单片机1则进入等待充电状态；当锂电池14的输出电压大于或等于2.9V时，则单片机1运行开关状态检测程序。

单片机1在运行开关状态检测程序时，由单片机1对其感应开关信号输入端PA2和PA3端是否有输入信号以及输入信号的次数进行判断，根据不同的开关状态情况而选择运行相应的后续程序；若单片机1的感应开关信号输入端PA2和PA3端一直无输入信号，则单片机1循环运行工作状态判断程序、电池温度检测、电池电压检测和开关状态检测程序；若在电池温度小于60摄氏度、电池电压大于或等于2.9V的状态下，当用户第一次接触感应开关电路2的信号输入端时，单片机1测得有感应开关信号输入且判断该输入信号为第一控制信号时，单片机1则运行第一脉宽调制程序和电池电流检测程序。

单片机1在运行第一脉宽调制程序和电池电流检测程序时，单片机1由其电源控制信号输出端PA5端输出高电平、由其脉冲信号输出端PMW端输出频率固定而占空比为75％的脉冲信号、由其放电控制信号输出端PA6端输出高电平，单片机1通过对所输出的脉冲信号的占空比的调整而控制脉冲宽度调制电路8的脉宽调制，从而使锂电池14输出的电流经脉冲宽度调制电路8的脉宽调制后向照明电路9供电；同时单片机1对由其电池检测信号输入端AN0、AN1和AN2端接收的电池检测电路13的电池状态信号输出端输出的电池电流信号的值进行判断，若上述电池电流信号的值大于或小于第一脉宽调制程序所设定的范围(190毫安至200毫安)，则单片机1降低或提高其脉冲信号输出端PMW端输出的脉冲信号的占空比，每次降低或提高的脉冲信号的占空比为6.25％，直至使其检测的电池电流信号的值落入第一脉宽调制程序所设定的电流值的范围内；此时，携带式矿灯处于第一工作状态，即正常放电状态，而单片机1则处于循环运行电池温度检测、电池电压检测、开关状态检测、电池电流检测和第一脉宽调制程序的状态中。当单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出的脉冲信号的占空比为程序设定的最大值75％或最小值25％时，而单片机1测得电池电流信号的值仍小于或大于第一脉宽调制程序所设定的电流值的范围，则单片机1进入停机状态。

②当携带式矿灯处于第一工作状态下且用户第二次接触感应开关电路2时，单片机1则将该接触信号判断为第二控制信号，而运行电池电流检测程序和第二脉宽调制程序。

单片机1在运行电池电流检测程序和第二脉宽调制程序时，单片机1对由其电池检测信号输入端AN0、AN1和AN2端接收的电池检测电路13的电池状态信号输出端输出的电池电流信号的值进行判断，若上述电池电流信号的值大于或小于第二脉宽调制程序所设定的范围(95毫安至105毫安)，则单片机1降低或提高其脉冲信号输出端PMW端输出的脉冲信号的占空比，每次降低或提高的脉冲信号的占空比为6.25％，直至使所检测的电池电流信号的值落入第二脉宽调制程序设定的电流值的范围内；此时，携带式矿灯处于第二工作状态，即应急省电状态，而单片机1则处于循环运行电池温度检测、电池电压检测、开关状态检测、电池电流检测和第二脉宽调制程序的状态中；当单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出的脉冲信号的占空比为程序设定的最大值75％或最小值25％，而单片机1测得电池电流信号的值仍小于或大于第二脉宽调制程序所设定的电流值的范围，则单片机1进入停机状态。

③若有其它因素使电路短路，则单片机1进入停机状态。

④当携带式矿灯处于第二工作状态下且用户第三次接触感应开关电路2时，单片机1则将该接触信号判断为第三控制信号，而运行待机程序。

单片机1在运行待机程序时，单片机1由其电源控制信号输出端PA5端输出低电平至脉冲宽度调制电路8的电源控制端使脉冲宽度调制电路8的电源端处的器件截至，而停止锂电池14通过脉冲宽度调制电路8对照明电路9的供电，同时单片机1循环运行电池温度检测、电池电压检测和开关状态检测程序，等待下一次接触信号、也就是第一控制信号的到来。

仍见图2，本实施例的携带式矿灯在其单片机1运行工作状态判断程序时，当外部充电端口6接入充电电源时，则磁簧开关7同时闭合；取样电路5的电压信号输出端由低电平变为高电平，同时单片机1的充放电检测端口也由低电平变为高电平，由此单片机1若处于运行放电程序状态，则在循环运行工作状态判断程序、电池温度检测、电池电压检测和开关状态检测程序中进入充电程序。

单片机1在运行充电程序时，由其充电状态信号输出端输出高电平使充电指示电路3开始发光；同时单片机1运行电池温度检测程序，也即单片机1对由其电池检测信号输入端AN0、AN1和AN2端接收的电池检测电路13的电池状态信号输出端输出的电池温度信号进行判断，当锂电池14的温度大于或等于60摄氏度时、单片机1则进入停机状态，当锂电池14的温度小于60摄氏度时、单片机1则运行电池电压检测程序。

单片机1在运行电池电压检测程序时，单片机1对由其电池检测信号输入端AN0、AN1和AN2端接收电池检测电路13的电池状态信号输出端输出的电池电压信号进行判断，当电源电压小于2.7V时、单片机1进入停机状态，当电源电压大于2.7V小于4.1V时、单片机1进入恒流充电和电池电流检测程序状态。

单片机1在运行恒流充电和电池电流检测程序时，由单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出占空比为80％的脉冲信号，并对其所测得的电池电流信号的值与恒流充电程序所设定的充电电流大小范围(0.95安培至1.05安培)进行比较，当上述电池电流信号的值大于或小于恒流充电程序所设定的充电电流大小范围，则单片机1降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，每次降低或提高的脉冲信号的占空比为7.5％，直至使其检测的电池电流信号的值落入恒流充电程序所设定的电流值的范围内，则调节完成，携带式矿灯处于恒流充电工作状态，即单片机1处于循环运行电池温度检测、电池电压及电流检测和恒流充电程序的状态中。当单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出的脉冲信号的占空比为最大值80％或最小值20％，而单片机1测得电池电流信号的值仍小于或大于恒流充电程序所设定的电流值的范围，则恒流充电失败，单片机1进入停机状态。

当恒流充电正常时，则锂电池14电极两端的电压随恒流充电时间的延长而逐渐升高，当锂电池14的电极两端的电压升至4.1V时，则单片机1进入电池电流是否为小于100mA的判断程序，若电池电流不小于100mA时，则单片机1进入运行恒压充电和电压检测程序的状态。

单片机1在运行恒压充电和电压检测程序时，由单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出相应占空比的脉冲信号，并对其所测得的电池电压信号的值与恒压充电程序所设定的充电电压值进行比较，当上述电池电压信号的值不等于恒压充电程序所设定的充电电压值4.1V，则单片机1降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使其检测的电池电压信号的值为恒压充电程序所设定的电压值，则调节完成，携带式矿灯处于恒压充电工作状态，即单片机1处于循环运行电池温度检测、电池电压、电池电流检测、恒压充电和电压检测程序的状态中。当单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出的脉冲信号的占空比为最大值或最小值，而单片机1测得电池电压信号的值仍小于或大于恒压充电程序所设定的电压值，则恒压充电失败，单片机1进入停机状态。

当恒压充电正常时，则随着恒压充电的正常进行，单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出的脉冲信号的占空比逐渐减少，充电电流也逐渐变小。当单片机1在循环运行电池温度检测、电池电压、电池电流检测、恒压充电和电压检测程序的状态中运行至电池电流检测程序时，若所检测到的充电电流小于100mA时，单片机1进入涓流充电程序状态。

单片机1在运行涓流充电程序时，由即单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出占空比为5％的脉冲信号控制进行涓流充电；当涓流充电40分钟后，单片机1运行充电电源是否被切断的判断程序，若判断充电电源被切断，则单片机1重新运行工作状态判断程序。进而确定是进入运行放电程序还是进入运行充电程序。

本实施例的矿灯中的单片机1工作在正常放电状态或应急省电状态且单片机1测得甲烷浓度超出单片机1所设定的值时，单片机1的脉冲信号输出端PMW端输出一定占空比的脉冲信号，以使照明电路9的超高亮发光二极管开始闪烁；此时单片机1处于循环运行电池温度检测、电池电压检测和报警程序状态中；单片机1测得甲烷浓度低于单片机1所设定的值时，单片机1重新工作在正常放电状态或应急省电状态。

Claims (10)

1、一种携带式矿灯，具有抗压的外壳和电路装置，电路装置具有开关电路(2)、照明电路(9)和锂电池(14)；照明电路(9)具有超高亮发光二极管；其特征在于：还具有单片机(1)、脉冲宽度调制电路(8)和电池检测电路(13)；开关电路(2)为感应开关电路；电路装置的一部分设置在密闭的外壳中，其余的部分密闭设置在外壳上，电路装置的密闭设置在外壳上的部分为超高亮发光二极管和开关电路(2)的感应部；单片机(1)具有感应开关信号输入端、电池检测信号输入端、电源控制信号输出端、脉冲信号输出端和电源端；脉冲宽度调制电路(8)具有电源输入端、电源控制端、脉冲信号输入端和放电电流输出端；电池检测电路(13)具有电池状态信号采样端和电池状态信号输出端；锂电池(14)的电源输出端接单片机(1)的电源端和脉冲宽度调制电路(8)的电源输入端，电池检测电路(13)由其电池状态信号采样端与锂电池(14)的两个电极相连；电池检测电路(13)的电池状态信号输出端接单片机(1)的电池检测信号输入端；感应开关电路(2)的输出端接单片机(1)的感应开关信号输入端；单片机(1)的电源控制信号输出端接脉冲宽度调制电路(8)的电源控制端、单片机(1)的脉冲信号输出端接脉冲宽度调制电路(8)的脉冲信号输入端；脉冲宽度调制电路(8)的放电电流输出端接照明电路(9)的电源端。

2、根据权利要求1所述的携带式矿灯，其特征在于：电路装置还具有充电指示电路(3)、取样电路(5)，外部充电端口(6)和磁簧开关(7)；充电指示电路(3)和取样电路(5)设置在密闭外壳中，外部充电端口(6)和磁簧开关(7)密闭设置的外壳上；单片机(1)还具有放电控制信号输出端、充电控制信号输出端、充电状态信号输出端和充放电检测端口；脉冲宽度调制电路(8)还具有放电电流控制端、充电电流输入端、充电电流输出端和充电电流控制端；取样电路(5)具有电压信号输入端和电压信号输出端；磁簧开关(7)具有输入端和输出端；外部充电端口(6)接磁簧开关(7)的输入端；磁簧开关(7)的输出端接取样电路(5)的电压信号输入端；取样电路(5)的电压信号输出端接单片机(1)的充放电检测端口；磁簧开关(7)的输出端和取样电路(5)的电压信号输入端的公共接点接脉冲宽度调制电路(8)充电电流输入端；脉冲宽度调制电路(8)的充电电流输出端接锂电池(14)的正电极；充电指示电路(3)设置在单片机(1)的充电状态信号输出端与地线之间；单片机(1)的放电控制信号输出端接脉冲宽度调制电路(8)的放电电流控制端，单片机(1)的充电控制信号输出端接脉冲宽度调制电路(8)的充电电流控制端。

3、根据权利要求1所述的携带式矿灯，其特征在于：电路装置还具有甲烷检测电路(4)，单片机(1)还具有甲烷检测信号输入端，甲烷检测电路(4)的输出端接单片机(1)的甲烷检测信号输入端；甲烷检测电路(4)的感应头密闭设置在外壳上，其余部分设置在外壳中。

4、根据权利要求1所述的携带式矿灯，其特征在于：电路装置还具有稳压器(11)，稳压器(11)具有输入端、输出端和接地端；锂电池(14)的正电极接稳压器(11)的输入端，稳压器(11)的输出端接单片机(1)的电源端；照明电路(9)还具有熔断器，熔断器串联在脉冲宽度调制电路(8)的电流输出端与照明电路(9)的超高亮发光二极管的正极之间；稳压器(11)设置在密闭外壳中。

5、根据权利要求1所述的携带式矿灯，其特征在于：感应开关电路(2)具有人体接触用的感应金属片、电容和电阻；感应金属片、电容和电阻组成的RC延迟电路；感应金属片上还有一层绝缘薄膜而使感应金属片与外界隔绝；感应金属片密闭设置在外壳上，感应开关电路(2)的其余部分设置在密闭外壳中。

6、根据权利要求1所述的携带式矿灯，其特征在于：单片机(1)的电池检测信号输入端包括电池温度信号输入端口、电池电压信号输入端口和电池电流信号输入端口；电池检测电路(13)包括电池温度信号检测电路、电池电压信号检测电路和电池电流信号检测电路；电池检测电路(13)的电池温度信号检测电路的输出端口接单片机(1)的电池温度信号输入端口，电池检测电路(13)的电池电压信号检测电路的输出端口接单片机(1)的电池电压信号输入端口，电池检测电路(13)的电池电流信号检测电路的输出端口接单片机(1)的电池电流信号输入端口。

7、根据权利要求2所述的携带式矿灯，其特征在于：脉冲宽度调制电路(8)具有电源输入放大电路(81)、脉冲输入及脉宽调制电路(82)、延迟电路(83)、放电放大电路(84)和充电放大电路(85)；电源输入放大电路(81)的控制端即为脉冲宽度调制电路(8)的电源控制端，脉冲输入及脉宽调制电路(82)的控制端即为脉冲宽度调制电路(8)的脉冲信号输入端，放电放大电路(84)的控制端即为脉冲宽度调制电路(8)的放电电流控制端，充电放大电路(85)的控制端即为脉冲宽度调制电路(8)的充电电流控制端；电源输入放大电路(81)的电源端即为脉冲宽度调制电路(8)的电源输入端，电源输入放大电路(81)的输出端接脉冲输入及脉宽调制电路(82)的电源端；脉冲输入及脉宽调制电路(82)的输出端接延迟电路(83)的输入端，延迟电路(83)的输出端同时接放电放大电路(84)和充电放大电路(85)的电源端，放电放大电路(84)的输出端即为脉冲宽度调制电路(8)的放电电流输出端，充电放大电路(85)的输出端即为脉冲宽度调制电路(8)的充电电流输出端。

8、由权利要求1所述的携带式矿灯的工作方法，具有以下步骤：①携带式矿灯在其单片机(1)上电后，单片机(1)运行工作状态判断程序，当程序判断为执行放电程序之后，单片机(1)先运行电池温度检测程序，也即单片机(1)对由其电池检测信号输入端接收的电池检测电路(13)的电池状态信号输出端输出的电池温度信号进行判断，当锂电池(14)的温度大于或等于60摄氏度时，单片机(1)则进入停机状态；当锂电池(14)的温度小于60摄氏度时，单片机(1)则运行电池电压检测程序，也即单片机(1)对由其电池检测信号输入端接收电池检测电路(13)的电池状态信号输出端输出的电池电压信号进行判断，当锂电池(14)的输出电压小于2.7V时，单片机(1)则进入停机状态；当锂电池(14)的输出电压小于2.9V且大于2.7V时，单片机(1)则进入等待充电状态；当锂电池(14)的输出电压大于或等于2.9V时、单片机(1)运行开关状态检测程序，也即单片机(1)对其感应开关信号输入端是否有输入信号以及输入信号的次数进行判断，根据不同的开关状态情况而选择运行相应的后续程序；若单片机(1)的感应开关信号输入端一直无输入信号，则单片机(1)循环运行工作状态判断程序、电池温度检测、电池电压检测和开关状态检测程序；在电池温度小于60摄氏度、电池电压大于或等于2.9V的状态下，当用户第一次接触感应开关电路(2)的信号输入端时，单片机(1)测得有感应开关信号输入且判断该输入信号为第一控制信号时，单片机(1)则运行第一脉宽调制程序和电池电流检测程序，也即单片机(1)由其电源控制信号输出端输出高电平、由其脉冲信号输出端输出频率固定而占空比可调的脉冲信号、由其放电控制信号输出端输出高电平，单片机(1)通过对所输出的脉冲信号的占空比的调整而控制脉冲宽度调制电路(8)的脉宽调制，从而使锂电池(14)输出的电流经脉冲宽度调制电路(8)的脉宽调制后向照明电路(9)供电，同时单片机(1)对由其电池检测信号输入端接收的电池检测电路(13)的电池状态信号输出端输出的电池电流信号的值进行判断，若上述电池电流信号的值大于或小于第一脉宽调制程序所设定的范围，则单片机(1)降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使其检测的电池电流信号的值落入第一脉宽调制程序所设定的电流值的范围内；此时，携带式矿灯处于第一工作状态，即正常放电状态，而单片机(1)则处于循环运行电池温度检测、电池电压检测、开关状态检测、电池电流检测和第一脉宽调制程序的状态中；当单片机(1)的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比为程序设定的最大值或最小值时，而单片机(1)测得电池电流信号的值仍小于或大于第一脉宽调制程序所设定的电流值的范围，则单片机(1)进入停机状态；②当携带式矿灯处于第一工作状态下且用户第二次接触感应开关电路(2)时，单片机(1)则将该接触信号判断为第二控制信号，而运行电池电流检测程序和第二脉宽调制程序，单片机(1)对由其电池检测信号输入端接收的电池检测电路(13)的电池状态信号输出端输出的电池电流信号的值进行判断，若上述电池电流信号的值大于或小于第二脉宽调制程序所设定的范围，则单片机(1)降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使所检测的电池电流信号的值落入第二脉宽调制程序设定的电流值的范围内；此时，携带式矿灯处于第二工作状态，即应急省电状态，而单片机(1)则处于循环运行电池温度检测、电池电压检测、开关状态检测、电池电流检测和第二脉宽调制程序的状态中；当单片机(1)的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比为程序设定的最大值或最小值，而单片机(1)测得电池电流信号的值仍小于或大于第二脉宽调制程序所设定的电流值的范围，则单片机(1)进入停机状态；③若有其它因素使电路短路，则单片机(1)进入停机状态；④当携带式矿灯处于第二工作状态下且用户第三次接触感应开关电路(2)时，单片机(1)则将该接触信号判断为第三控制信号，而运行待机程序，也即单片机(1)由其电源控制信号输出端输出低电平至脉冲宽度调制电路(8)的电源控制端使脉冲宽度调制电路(8)的电源端处的器件截至，而停止锂电池(14)通过脉冲宽度调制电路(8)对照明电路(9)的供电，同时单片机(1)循环运行电池温度检测、电池电压检测和开关状态检测程序，等待下一次接触信号也就是第一控制信号的到来。

9、根据权利要求8所述的携带式矿灯所采用的方法，其特征在于：电路装置还具有充电指示电路(3)、取样电路(5)，外部充电端口(6)和磁簧开关(7)；充电指示电路(3)和取样电路(5)设置在密闭外壳中，外部充电端口(6)和磁簧开关(7)密闭设置的外壳上；单片机(1)还具有充电状态信号输出端和充放电检测端口；脉冲宽度调制电路(8)还具有充电电流输入端和充电电流输出端；取样电路(5)具有电压信号输入端和电压信号输出端；磁簧开关(7)具有输入端、输出端和控制端；外部充电端口(6)同时接磁簧开关(7)的输入端和控制端；磁簧开关(7)的输出端接取样电路(5)的电压信号输入端；取样电路(5)的电压信号输出端接单片机(1)的充放电检测端口；磁簧开关(7)的输出端和取样电路(5)的电压信号输入端的公共接点接脉冲宽度调制电路(8)充电电流输入端；脉冲宽度调制电路(8)的充电电流输出端接锂电池(14)的正电极；充电指示电路(3)设置在单片机(1)的充电状态信号输出端与地线之间；携带式矿灯在其单片机(1)运行工作状态判断程序时，由其充放电检测端口检测取样电路(5)的电压信号输出端所输出的电压信号，若该电压信号为高电平则运行充电程序，若该电压信号为低电平则运行放电程序；而外部充电端口(6)接入充电电源时，则磁簧开关(7)同时闭合；取样电路(5)的电压信号输出端由低电平变为高电平，同时单片机(1)的充放电检测端口也由低电平变为高电平，由此单片机(1)进入充电程序；单片机(1)在运行充电程序时，由其充电状态信号输出端输出高电平使充电指示电路(3)开始发光；同时单片机(1)运行电池温度检测程序，也即单片机(1)对由其电池检测信号输入端接收的电池检测电路(13)的电池状态信号输出端输出的电池温度信号进行判断，当锂电池(14)的温度大于或等于60摄氏度时、单片机(1)则进入停机状态，当锂电池(14)的温度小于60摄氏度时、单片机(1)则运行电池电压检测程序，也即单片机(1)对由其电池检测信号输入端接收电池检测电路(13)的电池状态信号输出端输出的电池电压信号进行判断，当电源电压小于2.7V时、单片机(1)进入停机状态，当电源电压大于2.7V小于4.1V时、单片机(1)进入恒流充电和电池电流检测程序状态，即单片机(1)的脉冲信号输出端输出占空比基本为一定值的脉冲信号，并对其所测得的电池电流信号的值与恒流充电程序所设定的充电电流大小范围进行比较，当上述电池电流信号的值大于或小于恒流充电程序所设定的充电电流大小范围，则单片机(1)降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使其检测的电池电流信号的值落入恒流充电程序所设定的电流值的范围内，则调节完成，携带式矿灯处于恒流充电工作状态，即单片机(1)处于循环运行电池温度检测、电池电压及电流检测和恒流充电程序的状态中；当单片机(1)的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比为最大值或最小值，而单片机(1)测得电池电流信号的值仍小于或大于恒流充电程序所设定的电流值的范围，则恒流充电失败，单片机(1)进入停机状态；当恒流充电汇常时，则锂电池(14)电极两端的电压随恒流充电时间的延长而逐渐升高，当锂电池(14)的电极两端的电压升至4.1V时，则单片机(1)进入电池电流是否为小于一确定数值的判断程序，若电池电流不小于该数值时，则单片机(1)进入恒压充电和电压检测程序状态，即单片机(1)的脉冲信号输出端输出相应占空比的脉冲信号，并对其所测得的电池电压信号的值与恒压充电程序所设定的充电电压值进行比较，当上述电池电压信号的值不等于恒压充电程序所设定的充电电压值，则单片机(1)降低或提高其脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比，直至使其检测的电池电压信号的值为恒压充电程序所设定的电压值，则调节完成，携带式矿灯处于恒压充电工作状态，即单片机(1)处于循环运行电池温度检测、电池电压、电池电流检测、恒压充电和电压检测程序的状态中；当单片机(1)的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比为最大值或最小值，而单片机(1)测得电池电压信号的值仍小于或大于恒压充电程序所设定的电压值，则恒压充电失败，单片机(1)进入停机状态；若恒压充电正常时，则随着恒压充电的正常进行，单片机(1)的脉冲信号输出端输出的脉冲信号的占空比逐渐减少，充电电流也逐渐变小；当单片机(1)在循环运行电池温度检测、电池电压、电池电流检测、恒压充电和电压检测程序的状态中运行至电池电流检测程序时，若所检测到的充电电流小于100mA时，单片机(1)进入涓流充电程序状态，也即单片机(1)的脉冲信号输出端口输出一定占空比的脉冲信号控制进行涓流充电；当涓流充电40分钟后，单片机(1)运行充电电源是否被切断的判断程序，若判断充电电源被切断，则单片机(1)重新运行工作状态判断程序。

10、根据权利要求8所述的携带式矿灯所采用的方法，其特征在于：还具有甲烷检测电路(4)，单片机(1)还具有甲烷检测信号输入端，甲烷检测电路(4)的输出端接单片机(1)的甲烷检测信号输入端；若单片机(1)工作在正常放电状态或应急省电状态且单片机(1)测得甲烷浓度超出单片机(1)所设定的值时，单片机(1)的脉冲信号输出端输出一定占空比的脉冲信号，以使照明电路(9)的超高亮发光二极管开始闪烁；此时单片机(1)处于循环运行电池温度检测、电池电压检测和报警程序状态中；单片机(1)测得甲烷浓度低于单片机(1)所设定的值时，单片机(1)重新工作在正常放电状态或应急省电状态。

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