CN204879473U - 多功能手电筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多功能手电筒(1)，其包括：筒状主体(10)；位于所述主体(10)前端的照明单元(16)；位于所述主体(10)内的电池组(1001)、保护电路(1002)、和充电电路(1003)，其中，所述充电电路(1003)经由所述保护电路(1002)对所述电池组(1001)进行充电,所述保护电路(1002)对所述电池组(1001)进行过充和过放保护；位于所述主体(10)后端的第一输出接口(23)，所述电池组(1001)经由所述第一输出接口(23)输出能够启动汽车发动机的电信号；位于所述主体(10)后端的多个第二输出接口(24，22)，所述电池组(1001)经由所述第二输出接口(24，22)对外部设备进行充电。

Description

多功能手电筒

技术领域

本实用新型涉及多功能手电筒，尤其涉及一种带有汽车启动和常规移动电源功能的手电筒。

背景技术

在停电或在不具备照明条件的环境下，例如，户外的夜晚，人们经常使用手电筒等照明设备。因为携带方便，手电筒已经被赋予很多功能，比如，可充电、可闪烁求救、强光、破窗锤、切割安全带等等。多功能手电筒有很大的应用市场。

另外，手机、数码照相机，笔记本电脑等很多电子设备已成为人们生活必备的物品。但是，这些电子设备一般采用电池供电，一旦电池的电量用尽，将无法使用。因此，每种电子设备的厂家都提供充电器对其进行充电。

汽车车主驾车外出使用以上电子设备时也面临同样的问题。目前，车主可以使用车内的点烟器对这些电子设备进行充电。然而，随着车内电子产品的增多，比如行车记录仪、导航仪等，过多连接电子设备会增大点烟器的负荷，对汽车的电路造成不良影响，缩短电瓶的寿命。

另外，众所周知，汽车电瓶在汽车长期不使用或者使用不当的情况下会亏电，造成点火失败。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型提供一种多功能手电筒，其带有汽车启动功能和移动电源功能，既能够为电子产品提供电源，又能够在电平亏电而无法启动汽车时为起动机提供电力从而启动汽车。

本实用新型提供了一种多功能手电筒(1)，其包括：筒状主体(10)；位于所述主体(10)前端的照明单元(16)；位于所述主体(10)内的电池组(1001)、保护电路(1002)、和充电电路(1003)，其中，所述充电电路(1003)经由所述保护电路(1002)对所述电池组(1001)进行充电,所述保护电路(1002)对所述电池组(1001)进行过充和过放保护；位于所述主体(10)后端的第一输出接口(23)，所述电池组(1001)经由所述第一输出接口(23)输出能够启动汽车发动机的电信号；位于所述主体(10)后端的多个第二输出接口(22，24)，所述电池组(1001)经由所述第二输出接口(22，24)对外部设备进行充电。

优选地，所述多功能手电筒(1)还包括温度感应电路(1012)，所述温度感应电路(1012)感应所述主体(10)内的温度，当该温度超过规定温度范围时，控制器(1004)切断所述电池组(1001)的输出。

优选地，所述多功能手电筒(1)还包括：电池组电压采样电路(1008)，其从所述电池组(1001)获取电池组电压并将该电池组电压传给所述控制器(1004)，所述控制器(1004)根据所述电池组电压控制所述电池组(1001)的输入和输出。

优选地，所述照明单元(16)包括LED(1010)和LED驱动电路(1011)。

优选地，所述多功能手电筒(1)还包括：电量指示电路(1013)，其由多个LED和限流电阻构成，通过相应LED的点亮和熄灭来指示所述电池组(1001)的剩余电量。

优选地，所述第一输出接口输出12V/100-400A电信号；所述第二输出接口包括输出12V/10A电信号的输出接口(22)和输出5V/2A电信号的输出接口(24)。

优选地，所述多功能手电筒(1)还包括：输入接口(25)，外部电源经由所述输入接口(25)和所述充电电路(1003)对所述电池组(1001)进行充电。

优选地，所述电池组(1001)包括三节串联的锂电池。

本实用新型提供的多功能手电筒具有移动电源功能，还能够充当汽车应急启动电源，并且具有电池组过充、过放和过热保护功能，方便携带而且实用。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施方式的多功能手电筒的示意图；

图2是该实施方式的多功能手电筒的底部示意图；

图3是该实用新型的多功能手电筒的结构框图；

图4是该实施方式的多功能手电筒的电池充电电路；

图5是该实施方式的多功能手电筒的电池充放电保护电路；

图6是该实施方式的多功能手电筒的MCU中央控制器的电路；

图7是该实施方式的多功能手电筒的DC/DC降压电路；

图8是该实施方式的多功能手电筒的DC/DC变换电路；

图9是该实施方式的多功能手电筒的LED驱动电路；

图10是该实施方式的多功能手电筒的电池电压采样和按键输入电路；

图11是该实施方式的多功能手电筒的电量指示电路；

图12是该实施方式的多功能手电筒的温度感应电路。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的多功能手电筒进行详细描述。在附图中，对于相同的构成要素，标注相同标号。需要注意，以下仅为本实用新型的多功能手电筒的最佳实施方式，本实用新型并不仅限于下述结构。

图1是本实用新型的一个实施方式的多功能手电筒的示意图。

多功能手电筒1包括筒状主体10、照明部16、调焦环18。主体10内容纳了各种电路和电池组。主体10外部设置有电量指示灯14和按键12。按键12可以实现电源开关的功能。照明部16内安装有LED光源。例如，LED光源可以是1W的大功率LED，以便实现照明功能。电量指示灯14可以由多个小功率LED来实现。

图2是该实施方式的多功能手电筒1的底部示意图(从图1的A方向观察)。

如图2所示，多功能手电筒1的底部具有底盖20。一般状态下，底盖20封盖住多功能手电筒1的底面21。充放电状态下，用户将底盖20揭开，可以使用设置在底面21上的各个接口。这些接口包括对多功能手电筒1内的电池组1001充电的充电接口25、12V/100-400A汽车应急启动接口23、5V/2A输出接口(USB接口)24和12V/10A输出接口22。外部电源经由充电接口25，通过充电电路(1003能够对电池组1001进行充电。

需要注意，虽然图2中仅仅示出了一个USB输出接口24和一个12V/10A输出接口22，但是可以根据情况也可以设置多个接口。

下面参照图3来详细说明多功能手电筒1的内部构成。

图3是本实用新型的一个实施方式的多功能手电筒的内部构成框图。

如图3所示，多功能手电筒1的筒状主体10内设有电池组1001、电池充放电保护电路1002、电池充电电路1003、MCU中央控制器1004、12V/10A输出接口22、DC/DC降压电路1006、可兼容USB的5V/2A输出接口24、电池电压采样电路1008、用于对MCU中央控制器1004进行供电的DC/DC变换电路1009、用作照明的LED1010、LED驱动电路1011、温度感应电路1012、电量指示电路1013以及按键输入电路1014。

电池组1001可以包括三节串联的锂电池。锂电池可以为磷酸铁锂或钴酸锂电池，具有重量轻、体积小、耐用、瞬间放电电流大、能够反腐充电的特点。

电池充放电保护电路1002设置在电池组1001与其他电路之间，以实现对电池组1001的充放电保护。

多功能手电筒1设置有至少一个12V/10A输出接口22，可对手机、平板电脑等电子设备充电，还设置有至少一个5V/2A输出接口24，该输出接口24兼容USB标准，可通过USB线对各种电子设备充电。

虽然图中未示出，但是电池组1001与外部汽车电瓶11之间可以通过图2所示的汽车应急启动接口23相连；外部电源通过充电接口25与电池充电电路1003相连，经由充电接口25和电池充电电路1003对电池组1001进行充电。

经由汽车应急启动接口23输出能够启动汽车发动机的电信号。汽车启动接口输出功能主要是基于使用的锂电池瞬间放电倍率可以达到100C以上的放电输出功能实现，巧妙用于瞬间助力启动汽车打火。由于汽车启动需要很大的电流，这对多功能手电筒的最低电量有一定的要求。优选地，需要保证电量最少为22％。例如，在四个LED的情况下，需要至少一个LED被点亮，否则可能无法启动汽车。但是对于移动电源功能则没有这么高的要求。

下面参照图4-图11详细说明图3中的各个构成。

图4是该实施方式的多功能手电筒的电池充电电路1003。

如图4所示，具有14V/1A输入功能的电池充电电路1003与电池充放电保护电路1002相连，主要基于MP26123方案来实现。该芯片是一个单片DC-DC降压型开关充电器，可支持2或3芯锂离子电池组充电。它具有一个集成的高边功率MOSFET，可以输出高达2A的充电电流。它还具有快速环路响应、易于补偿的峰值电流模式控制。MP26123使用一个检测电阻器来控制可编程充电电流，并精确地调节充电电流和充电电压，采用两个控制回路。MP26123有多个故障条件的保护措施，包括逐周期电流限制和热关断。其他安全功能包括电池温度监测和保护、充电状态指示和可编程定时器到时终止充电周期。MP26123可封装在一个4mmx4mm的16引脚QFN中。图4中的BATT经过电池充放电保护电路1002直接与电池组1001的正极相连，实现充电功能。

图5是该实施方式的多功能手电筒的电池充放电保护电路1002。

电池充放电保护电路1002设置在电池组1001与电池充电电路1003、电池电压采样电路1008、DC/DC变换电路1009、LED驱动电路1011、12V/10A输出接口22、DC/DC降压电路1006之间，实现对电池组1001的充放电保护。如图5所示，电池充放电保护电路1002由S-8224AA来实现。S-8224系列内置高精度电压检测电路和延迟电路，且通过SEL端子的切换，可用于支持3节串联或4节串联用的电池保护。同时该多功能手电筒的12V/10A输出接口22直接由该芯片控制，经Q2和Q3导通后输出，具有过流保护功能。

图6是该实施方式的多功能手电筒的MCU中央控制器的电路。

MCU中央控制器1004的作用是对电池组1的输入/输出进行控制，保证其安全工作状态。如图6所示，MCU中央控制器1004主要是U5实现的功能。在输入端，MCU中央控制器1004通过电池电压采样电路1008采集外部电池包电压和按键功能输入、5V/2A输出接口24的输出电流反馈和电池充电电路1003的充电状态信息反馈；在输出端，MCU中央控制器1004控制LED1010的状态、确定是否允许对电池组1001充电、确定是否允许5V/2A输出接口提供输出信号，以及确定是否允许LED1010点亮等。MCU中央控制器1004根据按键12的状态和检测到的电池组1001的电池电压来智能控制电池组1001的适时输出功能，并具有过充、过放和过流保护功能。

图7是该实施方式的多功能手电筒的DC/DC降压电路。

如图7所示，DC/DC降压电路1006主要由MP1495和其它外围分立元件组成。MP1495是一个高频率、同步整流、降压型开关模式转换器，具有内置的功率MOSFET。它提供了一个非常紧凑的解决方案，以实现持续的3A输出电流，具有优异的负载和线路调控在很宽的输入电压范围，可支持4.5V-16V输入。MP1495工作在固定500KHZ频率，峰值电流控制模式来调节输出电压。

该方案中，来自电池充放电保护电路1002的9-12.6V电压被输入到MP1495，经降压滤波后，得到稳定的5V/2A电信号，直接输出到5V/2A输出接口24。

图8是该实施方式的多功能手电筒的DC/DC变换电路。

DC/DC变换电路1009连接在电池充放电保护电路1002与MCU中央控制器1004之间，用于对MCU中央控制器1004供电。如图8所示，电池组1001的电压由VIN和BATT经D6耦合到U3，再经HT7550降压变换5V滤波后直接提供给MCU中央控制器1004作为其工作电压。

图9是该实施方式的多功能手电筒的LED驱动电路。

LED驱动电路1011连接在电池充放电保护电路1002与LED1010之间，用于对LED1010进行驱动。如图9所示，LED驱动电路1011中的PAM2861是处于连续工作模式下的降压转换器，专为单只或多只大功率LED串联使用。LED驱动电路1011兼容较宽的直流输入电压，输入范围在6-40VDC内都能稳定可靠地工作，输出稳定可调的最大1A恒流电流，最高输出达24W。PAM2861内置高精度电流检测器，能通过外置电阻设定输出电流，电流检测电压极低，只有0.1V，大大减少了因大电流电阻发热变阻值的问题。LED驱动电路1011的输出电流可通过对VSET引脚进行PWM来调节，PWM频率为100-1KHz，PWM最高输入电压是5V。VSET引脚也可能通过DC电压来控制输出开或关(软开或关功能)。当输入低于0.38V的DC电压时，可有效关闭LED1010的输出。LED1010和LED驱动电路1011构成了多功能手电筒1的照明部16。

图10是该实施方式的多功能手电筒的电池电压采样电路和按键输入电路。

电池组电压采样电路1008从电池组1001获取电池组电压并将该电池组电压传给MCU中央控制器1004，MCU中央控制器1004根据该电池组电压控制电池组1001的输入和输出。

如图10所示，电池电压采样电路1008经由R29和R31对电池组1001的电压分压后输入MCU引脚，由MCU内部进行A/D转换而计算得到相应的电池组1001的电压数值。

按键输入电路1014由S1、R27和R35组成。MCU中央控制器1004通过采集在按键12按下和松开时不同的电压值来判断按键12是否为有效输入，从而实现控制电池组1001的输入和输出的功能。

图11是该实施方式的多功能手电筒的电量指示电路。

如图11所示，电量指示电路1013由小功率的LED2、LED3、LED4和LED5以及限流电阻组成，其实现原理为由MCU中央控制器1004采集到电池组1001的电压的实际电平，根据其计算数值，按一定比例的关系，控制MCU中央控制器1004的相应IO引脚，动态控制输出高低电平，从而驱动相应LED的点亮和熄灭。LED点亮的数量多少反映了电池组101的电量的剩余百分比。LED2、LED3、LED4和LED5构成了多功能手电筒1的电量指示灯14。

图12是该实施方式的多功能手电筒的温度感应电路。

多功能手电筒1还具备过热保护功能。过热保护功能由图12所示的温度感应电路1012实现。当多功能手电筒1的内部温度超过电池组1001的正常工作温度60度时，温度感应电路1012会被激活。MCU中央控制器1004的第11脚接收到这一信息后，关断所有输出回路，从而防止电池组1001过热。

当然，上面的60度只是个例子，激活温度感应电路1012可以根据实际情况确定。所谓正常工作温度可以根据多功能手电筒1的筒状主体10的材料、工作环境以及电池组1001采用的电池类型等进行适当设置。

本实用新型提供的多功能手电筒1既具有移动电源功能，还能够充当汽车应急启动电源，并且具有电池组过充、过放和过热保护功能，方便携带而且实用。

以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进。这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种多功能手电筒(1)，其包括：

筒状主体(10)；

位于所述主体(10)前端的照明单元(16)；

位于所述主体(10)内的电池组(1001)、保护电路(1002)和充电电路(1003)，其中，所述充电电路(1003)经由所述保护电路(1002)对所述电池组(1001)进行充电,所述保护电路(1002)对所述电池组(1001)进行过充和过放保护；

位于所述主体(10)后端的第一输出接口(23)，所述电池组(1001)经由所述第一输出接口(23)输出能够启动汽车发动机的电信号；

位于所述主体(10)后端的多个第二输出接口(22，24)，所述电池组(1001)经由所述第二输出接口(22，24)对外部设备进行充电。

2.如权利要求1所述的多功能手电筒，其特征在于，还包括温度感应电路(1012)，所述温度感应电路(1012)感应所述筒状主体(10)内的温度，当该温度超过规定温度范围时，控制器(1004)切断所述电池组(1001)的输出。

3.如权利要求2所述的多功能手电筒，其特征在于，还包括：

电池组电压采样电路(1008)，其从所述电池组(1001)获取电池组电压并将该电池组电压传给所述控制器(1004)，所述控制器(1004)根据所述电池组电压控制所述电池组(1001)的输入和输出。

4.如权利要求1所述的多功能手电筒，其特征在于，

所述照明单元(16)包括光源(1010)和光源驱动电路(1011)。

5.如权利要求1所述的多功能手电筒，其特征在于，还包括：

电量指示电路(1013)，其由多个LED和限流电阻构成，通过相应LED的点亮和熄灭来指示所述电池组(1001)的剩余电量。

6.如权利要求1所述的多功能手电筒，其特征在于，

所述第一输出接口输出12V/100-400A电信号；所述第二输出接口包括输出12V/10A电信号的输出接口(22)和输出5V/2A电信号的输出接口(24)。

7.如权利要求1所述的多功能手电筒，其特征在于，还包括：

输入接口(25)，外部电源经由所述输入接口(25)和所述充电电路(1003)对所述电池组(1001)进行充电。

8.如权利要求1所述的多功能手电筒，其特征在于，

所述电池组(1001)包括三节串联的锂电池。