CN207926997U - 用于便携式照明装置的供电系统及便携式照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于便携式照明装置的供电系统及便携式照明装置，其包括：主控制单元、第一电源以及第二电源，且所述第一电源以及第二电源均连接所述主控制单元；当所述第一电源无法给所述便携式照明装置的负载供电时，所述主控制单元启用所述第二电源，通过所述第二电源继续给所述负载供电。本实用新型采用至少两个电源供电，第一电源(即主电源)用来提供主要功用，第二电源(即辅助电源)在第一电源故障或被移除更换时发生功用，使得照明装置负载可在一定时间内持续工作。

Description

用于便携式照明装置的供电系统及便携式照明装置

技术领域

本实用新型涉及照明装置技术领域，具体涉及一种用于便携式照明装置的供电系统及便携式照明装置。

背景技术

目前市面上的便携式照明装置，如各种类型的手电筒、头灯等多采用单电源供电。但在黑暗或者光线较弱的使用环境中，一旦单电源掉电或发生故障，导致便携式照明装置失去功用，则用户需要在黑暗中更换电池或者接入充电器充电才可继续使用，否则会造成安全隐患，或者在突发状况下，电源因为震动等原因脱离供电接口，其导致负载无法工作，同样会造成使用不便。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型提供了一种用于便携式照明装置供电系统及具有该供电系统的便携式照明装置，该供电系统采用至少两个电源供电，第一电源(即主电源)用来提供主要功用，第二电源(即辅助电源)在第一电源故障或被移除更换时发生功用，使得便携式照明装置的负载可在一定时间内持续工作。

本实用新型就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，提供了一种用于便携式照明装置的供电系统，其包括：主控制单元、第一电源以及第二电源，且所述第一电源以及第二电源均连接所述主控制单元；当所述第一电源无法给所述便携式照明装置的负载供电时，所述主控制单元启用所述第二电源，通过所述第二电源继续给所述负载供电。

优选的，所述主控制单元与所述第一电源之间设有用于检测所述第一电源的电压大小和/或所述第一电源是否断电的第一电源感测单元；

当检测到所述第一电源满电或电压大于第二电源电压时，所述第一电源自动向所述第二电源充电；

和/或，当检测到所述第一电源电压低于预设值时，所述主控制单元降低或关闭所述第一电源向所述负载的电压输出；

和/或，当检测到所述第一电源无电压输出时，其产生断电信号，并将其发送至所述主控制单元，所述主控制单元根据所述断电信号启用所述第二电源，通过所述第二电源继续给所述负载供电。

优选的，所述第一电源与所述负载之间设有第一电源放电防倒灌单元。

优选的，所述第一电源与第二电源之间设有第二电源充电防倒灌单元。

优选的，所述第二电源与所述负载之间设有第二电源放电防倒灌单元。

优选的，所述供电系统还包括第一电源移除感应单元，其用于检测所述第一电源是否与所述负载的驱动电路的供电接口脱离，若检测到已脱离，则所述第一电源移除感应单元发送信号至所述主控制单元，所述主控制单元启用所述第二电源，通过所述第二电源继续给所述负载供电。

优选的，所述供电系统还包括：

稳压单元，其连接所述主控制单元，用于为所述主控制单元提供稳定电压；

和/或，指示单元，其连接所述主控制单元，用于当通过所述第二电源继续给所述负载供电时，提醒用户所述第二电源已被启用。

另一方面，还提供一种便携式照明装置，其特征在于，包括负载以及上述的、给所述负载供电的供电系统。

优选的，所述负载包括照明组件。

本实用新型的供电系统可在第一电源U1(如主电源)突然断电或主设备掉电时，其能够切换到第二电源U2(如辅助电源)，通过所述第二电源U2继续给所述负载供电，使得便携式照明装置的负载可在一定时间内持续工作；如通过所述第二电源U2继续给所述便携式照明装置的照明组件供电，使其照亮便携式照明装置周边区域或内部区域，方便用户在黑暗或者光线较弱的环境中也能对第一电源U1进行更换，避免现有技术中因采用单电源供电，一旦使用过程中突然断电或主设备掉电，则会导致便携式照明装置失去功用，用户无法在黑暗或者光线较弱的环境中对第一电源U1进行更换的缺陷，由此避免发生危险，提高使用的便利程度。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中供电系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中主控制单元的电路图；

图3为本实用新型实施例一中供电系统的电路图；

图4为本实用新型实施例一中第一电源移除感应单元的电路图；

图5为本实用新型实施例一中感应组件的结构图；

图6为本实用新型实施例一中稳压单元的电路图；

图7为本实用新型实施例一中指示单元的电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例一：

如图1所示，本实施例中用于便携式照明装置的供电系统包括：主控制单元U3、第一电源U1以及第二电源U2，且所述第一电源U1以及第二电源U2均连接所述主控制单元U3；当所述第一电源U1无法给所述便携式照明装置的负载供电时，所述主控制单元U3启用所述第二电源U2，通过所述第二电源U2继续给所述负载供电。

本实施例中，所述便携式照明装置可优选为手电筒或头灯等，所述负载包括便携式照明装置的照明组件，如LED灯等，由此，当所述便携式照明装置在使用过程中第一电源U1(如主电源)突然断电或主设备掉电时，其能够切换到第二电源U2(如辅助电源)，通过所述第二电源U2继续给所述负载供电，使得所述负载能在预定时间内持续工作，如通过所述第二电源U2继续给所述便携式照明装置的照明组件供电，使其照亮便携式照明装置周边区域，方便用户在黑暗或者光线较弱的环境中也能对第一电源U1进行更换，避免现有技术中因采用单电源供电，一旦使用过程中突然断电或主设备掉电，则会导致便携式照明装置失去功用，用户无法在黑暗或者光线较弱的环境中对第一电源U1进行更换的缺陷，由此避免发生危险，提高使用的便利程度。

因此，上述第一电源U1、第二电源U2以及主控制单元U3在便携式照明装置中的设置是专门针对便携式照明装置所做出的的改进，属于本申请的重要发明点，在现有技术中均无类似方案。

优选的，所述主控制单元U3与所述第一电源U1之间设有用于检测所述第一电源U1的电压大小和/或所述第一电源U1是否断电的第一电源感测单元U4；

当检测到所述第一电源U1满电或电压大于第二电源U2电压时，所述第一电源U1自动向所述第二电源U2充电；

和/或，当检测到所述第一电源U1电压低于预设值时，所述主控制单元U3降低或关闭所述第一电源U1向所述负载的电压输出；

和/或，当检测到所述第一电源U1无电压输出时，其产生断电信号，并将其发送至所述主控制单元U3，所述主控制单元U3根据所述断电信号启用所述第二电源U2，通过所述第二电源U2继续给所述负载供电。

本实施例中，如图2所示，所述主控制单元U3具有十二个接口，包括第一接口IO1～第九接口IO9、第十接口、第十一接口以及第十二接口，其中第十一接口接工作电压VDD+，第十二接口接地。

如图3所示，所述第一电源感测单元U4包括：第一电阻R1，且所述第一电阻R1一端连接所述主控制单元U3的第五接口IO5，另一端连接所述第一电源U1的正极，优选的，所述第一电源感测单元U4还可包括辅助电阻R1’，其一端连接所述第一电阻R1，另一端接地。

此外，所述第一电源U1与所述负载之间设有第一电源放电防倒灌单元U5；具体的，所述第一电源放电防倒灌单元U5包括：

第一场效应管Q1，其源极连接所述第一电源U1的正极；

第一NPN三极管Q3，其集电极连接所述第一场效应管Q1的栅极、基极连接所述主控制单元U3的第一接口IO1、发射极接地；

第二电阻R2，其一端连接所述第一场效应管Q1的源极，另一端连接所述第一场效应管Q1的栅极；

第二场效应管Q2，其漏极连接所述第一场效应管Q1的漏极，源极连接所述负载；

第二NPN三极管Q4，其集电极连接所述第二场效应管Q2的栅极、基极连接所述主控制单元U3的第二接口IO2、发射极接地；

以及第三电阻R3，其一端连接所述第二场效应管Q2的源极，另一端连接所述第二场效应管Q2的栅极。

所述第一电源U1与第二电源U2之间设有第二电源充电防倒灌单元U6，具体的，所述第二电源充电防倒灌单元U6包括：二极管D1以及第四电阻R4；所述二极管D1正极连接所述第一电源U1的正极；所述第三电阻R3一端连接所述二极管D1的负极，另一端连接所述第二电源U2的正极。

所述第二电源U2与所述负载之间设有第二电源放电防倒灌单元U7；具体的，所述第二电源放电防倒灌单元U7包括：第三场效应管Q5，其源极连接所述第二电源U2的正极；

第三NPN三极管Q7，其集电极连接所述第三场效应管Q5的栅极、基极连接所述主控制单元U3的第三接口IO3、发射极接地；

第五电阻R5，其一端连接所述第三场效应管Q5的源极，另一端连接所述第三场效应管Q5的栅极；

第四场效应管Q6，其漏极连接所述第三场效应管Q5的漏极，源极连接所述负载；

第四NPN三极管Q8，其集电极连接所述第四场效应管Q6的栅极、基极连接所述主控制单元U3的第四接口IO4、发射极接地；

以及第六电阻R6，其一端连接所述第四场效应管Q6的源极，另一端连接所述第四场效应管Q6的栅极。

所述负载包括：第一发光二极管LED1、第五场效应管Q9、运算放大器IC8、第七电阻R7～第十三电阻R13、第一电容C1以及第二电容C2；具体的，所述第一发光二极管LED1正极分别连接所述第二场效应管Q2的源极以及第四场效应管Q6的源极、负极连接所述第五场效应管Q9的漏极；所述第五场效应管Q9的源极串联第七电阻R7后接地、栅极串联所述第八电阻R8后连接所述运算放大器IC8的输出端；所述第九电阻R9一端连接所述第五场效应管Q9的栅极、另一端连接所述第五场效应管Q9的源极；所述第十电阻R10一端连接所述第五场效应管Q9的源极、另一端连接所述运算放大器IC8的反向输入端；所述运算放大器IC8的正向输入端依次串联第十一电阻R11、第十二电阻R12后连接所述主控制单元U3的第八接口IO8；所述第一电容C1一端连接在所述第十一电阻R11、第十二电阻R12之间，另一端接地；所述第二电容C2一端连接在所述第十一电阻R11、运算放大器IC8的正向输入端之间，另一端接地；所述第十三电阻R13并联在所述第二电容C2的两端；所述运算放大器IC8的正电源端连接所述主控制单元U3的第九接口IO9、负电源端接地。

此外，上述第一电源感测单元U4只能通过软件检测第一电源U1是否有电压输出或产生电压突变来判断其是否与负载的驱动电路的供电接口脱离，如当检测到第一电源U1两端电压为0V时，则认为第一电源U1与负载的驱动电路的供电接口脱离，但实际上，若带保护板的第一电源U1过放，则保护板会自动切断电流回路，导致带保护板的第一电源U1的电压为0V,进一步认为第一电源U1已经脱离负载的驱动电路的供电接口，但此时第一电源U1的电芯实际是有电的，且并未脱离负载的驱动电路的供电接口，由此会导致误判。

因此，为提高检测的准确度，减少误判，如图4所示，本实施例中的供电系统还包括第一电源移除感应单元U8，其用于检测所述第一电源U1是否与所述负载的驱动电路的供电接口脱离，若检测到已脱离，则所述第一电源移除感应单元U8发送信号至所述主控制单元U3，所述主控制单元U3关闭第一电源放电防倒灌单元U5,打开第二电源放电防倒灌单元U7，启用所述第二电源U2，并通过所述第二电源U2继续给所述负载供电。

具体的，所述第一电源移除感应单元U8包括：感应组件S1，其连接所述主控制单元U3，用于检测所述第一电源U1是否与所述负载的驱动电路的供电接口脱离；第十四电阻R14，其一端分别连接所述感应组件S1以及主控制单元U3的第六接口IO6，另一端接工作电压VDD+。

其中，所述感应组件S1可以有多种形式，如图5所示，所述感应组件S1可以是可发生弹性形变的结构，如弹片或弹簧结构；在手电筒中，第一电源U1(如电池)通过尾盖封闭在筒身10中，且与电路板20上的负载的驱动电路的供电接口接触，当所述第一电源U1与所述电路板上的供电接口接触时，第一电源U1挤压所述感应组件S1，使得所述感应组件S1发生形变，由此接触到探测点，此时即认为第一电源U1与所述电路板20上的供电接口正常接触；若在外力作用下，如旋开尾盖或者震动或手动取出第一电源U1时，所述第一电源U1与所述电路板20上的供电接口脱离，则第一电源U1对所述感应组件S1的挤压解除，所述感应组件S1恢复原状，并且与探测点分离，此时即认为第一电源U1与所述电路板上的负载的驱动电路的供电接口脱离，并进一步产生断电信号，且发送给主控制单元U3，主控制单元U3启用第二电源U2继续供电。当然，上述弹片状结构的感应组件S1只是其中一种实施例，本领域中的其他结构形式，如光电传感器、红外传感器、接近开关等均可实现上述检测功能，其均属于本申请的保护范围。

在此基础上，为保证供电系统的稳定运行，以及提高其使用的便利程度，所述供电系统还包括：稳压单元U9，其连接所述主控制单元U3，用于为所述主控制单元U3提供稳定电压；

和/或，指示单元U10，其连接所述主控制单元U3，用于当通过所述第二电源U2继续给所述负载供电时，提醒用户所述第二电源U2已被启用。

具体的，如图5所示，所述稳压单元U9包括：芯片IC1、第三电容C3以及第四电容C4；所述芯片IC1具有输入端、输出端以及接地端；所述第三电容C3一端分别连接所述第二电源U2的电压输出端和芯片IC1的输入端，另一端接地；所述第四电容C4一端分别连接所述电源VDD+和芯片IC1的输出端，另一端接地；同时，所述芯片IC1的接地端接地；

如图6所示，所述指示单元U10包括：第二发光二极管LED2以及第十五电阻R15；其中，所述第二发光二极管LED2的正极连接所述电源VDD+，负极串联所述第十五电阻R15后连接所述主控制单元U3的第七接口IO7。

实施例二：

本实施例提供了一种便携式照明装置(包括手电筒、头灯等)，其包括负载以及实施例一中的、给所述负载供电的供电系统；本实施例中，所述负载包括照明组件，如LED灯等。

由此，当所述便携式照明装置在使用过程中第一电源U1(如主电源)突然断电或主设备掉电时，其能够切换到第二电源U2(如辅助电源)，通过所述第二电源U2继续给所述便携式照明装置的照明组件供电，使其照亮便携式照明装置周边区域或内部区域，方便用户在黑暗或者光线较弱的环境中也能对第一电源U1进行更换，由此形成一种永不断电的便携式照明装置，避免现有技术中因采用单电源供电，一旦使用过程中突然断电或主设备掉电，则会导致便携式照明装置失去功用，用户无法在黑暗或者光线较弱的环境中对第一电源U1进行更换的缺陷，由此避免发生危险，提高使用的便利程度。

综上所述，本申请中的供电系统可在第一电源U1(如主电源)突然断电或主设备掉电时，其能够切换到第二电源U2(如辅助电源)，通过所述第二电源U2继续给所述负载供电，使得便携式照明装置的负载可在一定时间内持续工作；如通过所述第二电源U2继续给所述便携式照明装置的照明组件供电，使其照亮便携式照明装置周边区域或内部区域，方便用户在黑暗或者光线较弱的环境中也能对第一电源U1进行更换，避免现有技术中因采用单电源供电，一旦使用过程中突然断电或主设备掉电，则会导致便携式照明装置失去功用，用户无法在黑暗或者光线较弱的环境中对第一电源U1进行更换的缺陷，由此避免发生危险，提高使用的便利程度。

需要说明的是，上述实施例一、二中U1～U10的具体电路结构只是作为一种具体的实施形式进行展示，实际上，只要能实现上述U1～U10的功能的结构形式均属于本申请的保护范围。

本申请的实施例一、二中的技术特征可进行任意组合，且组合而成的技术方案均属于本申请的保护范围。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于便携式照明装置的供电系统，其特征在于，包括：主控制单元、第一电源以及第二电源，且所述第一电源以及第二电源均连接所述主控制单元；当所述第一电源无法给所述便携式照明装置的负载供电时，所述主控制单元启用所述第二电源，通过所述第二电源继续给所述负载供电。

2.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述主控制单元与所述第一电源之间设有用于检测所述第一电源的电压大小和/或所述第一电源是否断电的第一电源感测单元；

当检测到所述第一电源满电或电压大于第二电源电压时，所述第一电源自动向所述第二电源充电；

和/或，当检测到所述第一电源电压低于预设值时，所述主控制单元降低或关闭所述第一电源向所述负载的电压输出；

和/或，当检测到所述第一电源无电压输出时，其产生断电信号，并将其发送至所述主控制单元，所述主控制单元根据所述断电信号启用所述第二电源，通过所述第二电源继续给所述负载供电。

3.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第一电源与所述负载之间设有第一电源放电防倒灌单元。

4.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第一电源与第二电源之间设有第二电源充电防倒灌单元。

5.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第二电源与所述负载之间设有第二电源放电防倒灌单元。

6.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括第一电源移除感应单元，其用于检测所述第一电源是否与所述负载的驱动电路的供电接口脱离，若检测到已脱离，则所述第一电源移除感应单元发送信号至所述主控制单元，所述主控制单元启用所述第二电源，通过所述第二电源继续给所述负载供电。

7.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括：

稳压单元，其连接所述主控制单元，用于为所述主控制单元提供稳定电压；

和/或，指示单元，其连接所述主控制单元，用于当通过所述第二电源继续给所述负载供电时，提醒用户所述第二电源已被启用。

8.一种便携式照明装置，其特征在于，包括负载以及如权利要求1-7任一项所述的供电系统，且如权利要求1-7任一项所述的供电系统用于给所述负载供电。

9.如权利要求8所述的便携式照明装置，其特征在于，所述负载包括照明组件。