JP3204420U - 多機能懐中電灯 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のエンジンを起動する機能と携帯型電源の機能を備える多機能懐中電灯を提供する。【解決手段】多機能懐中電灯は、筒状の本体と、本体先端に設置される照明ユニットと、本体内に設置される電池パック１００１と、保護回路１００２と、充電回路１００３とを備え、充電回路１００３は保護回路１００２を介して電池パック１００１を充電し、保護回路１００２は電池パック１００１に対して過度充電及び過度放電を防止し、本体後端に第１出力端子が設置され、電池パック１００１が第１出力端子を介して自動車のエンジンを起動する電気信号を出力し、本体後端に複数の第２出力端子２４が設置され、電池パック１００１が第２出力端子２４を介して外部装置を充電する。【選択図】図３

Description

本考案は多機能懐中電灯に関わり、特に、自動車のエンジンを起動する機能及び携帯型電源の機能を備える懐中電灯に関わる。

停電時又は照明のない環境に、例えば夜の野外に、懐中電灯等の照明装置がよく使われる。携帯の便利さにより、懐中電灯に様々な機能を持たせるようになった。例えば、充電機能、助け信号発信器、大強度光源、等の用途に利用される。多機能懐中電灯は広い応用市場が期待される。

一方、携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコン等の電子機器は普段の生活に欠かせないものとなっている。これらの電子機器は一般的にバッテリーにより電気が供給され、バッテリーの電量が切れると使用できなくなるので、電子機器メーカーは充電するための充電器をも提供する。

車を運転する人は電子機器を利用する時に同じ問題が起きる。従来、運転手が車内のシガーライターを利用して電子機器を充電することができる。しかし、車内用の電子機器が増えるにつれて、例えば、タコグラフ、カーナビ等、沢山の電子機器と繋ぐと、シガーライターは負荷かかりすぎ、車内回路に悪影響を与え、車のバッテリーの使用寿命が短縮する恐れがある。

また、周知のように、車のバッテリーは長期間に亘って使用せず又は正常に使用されていない場合に、電量が減ってしまい、車のエンジンを起動できなくなることがある。

本考案は上記従来の問題点を鑑みてなされ、自動車のエンジンを起動する機能と携帯型電源の機能を備える多機能懐中電灯を提供することを目的とし、当該多機能懐中電灯は電子機器に電気を供給でき、また、自動車のバッテリーの電量が不足しエンジン起動が失敗した時に、電気を供給し、自動車のエンジンを起動することができる。

本考案によれば、本考案に係る多機能懐中電灯は筒状の本体と、前記本体先端に設置される照明ユニットと、前記本体内に設置される電池パックと、保護回路と、充電回路と、を備え、前記充電回路は前記保護回路を介して前記電池パックを充電し、前記保護回路は前記電池パックに対して過度充電及び過度放電を防止し、前記本体後端に第１出力端子が設置され、前記電池パックが前記第１出力端子を介して自動車のエンジンを起動する電気信号を出力し、前記本体後端に複数の第２出力端子が設置され、前記電池パックが前記第２出力端子を介して外部装置を充電する。

好ましくは、前記多機能懐中電灯は温度センサー回路が更に設けられ、前記温度センサー回路は前記本体内の温度を感知し、当該温度が所定温度範囲を超えた場合に、制御部は前記電池パックの出力を停止する。

好ましくは、前記多機能懐中電灯は電圧サンプリング回路が更に設けられ、前記電圧サンプリング回路は、前記電池パックの電圧を抽出し、当該電圧を前記制御部に転送し、前記制御部は前記電池パックの電圧に基づき前記電池パックの入力と出力を制御する。
好ましくは、前記照明ユニットに光源と光源駆動回路が設けられる。

好ましくは、前記多機能懐中電灯は残量表示回路が更に設けられ、前記残量表示回路は、複数のＬＥＤと抵抗を含み、ＬＥＤの点滅により前記電池パックの電気残量を表示する。

好ましくは、前記第１出力端子は12V/100-400Aの電気信号を出力し、前記第２出力端子は、12V/10Aの電気信号を出力する出力端子と、5V/2Aの電気信号を出力する出力端子とを含む。

好ましくは、入力端子が更に設けられ、外部電源は、前記入力端子と前記充電回路を介して前記電池パックを充電する。

好ましくは、前記電池パックは三つの直列に接続されたリチウム電池を含む。

本考案に係る多機能懐中電灯は、自動車のエンジンを起動する機能と携帯型電源の機能を備え、電子機器に電気を供給することができ、自動車の緊急起動電源とすることもでき、また、電池パックに対して過度充電、過度放電、過熱を防止する機能も備え、携帯に便利で、かつ実用的なものである。

図１は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の構成図である。 図２は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の底部の構成図である。 図３は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の機能ブロック図である。 図４は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の電池充電回路である。 図５は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の電池充放電保護回路である。 図６は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯のMCU中央制御装置の回路である。 図７は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯のDC/DC降圧回路である。 図８は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯のDC/DC変換回路である。 図９は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯のLED駆動回路である。 図１０は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の電圧サンプリング回路とボタン入力回路である。 図１１は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の残量表示回路である。 図１２は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の温度センサー回路である。

以下、当業者が本考案の内容をより理解するために、図面と具体的な実施形態を参照しながら、本考案に係る多機能懐中電灯を詳しく説明する。なお、図面において、同じ構成要素に対して同じ参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下に説明する具体的な実施形態は本考案に係る多機能懐中電灯の最良な実施形態に過ぎず、本考案は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１〜３を参照しながら、本考案に係る多機能懐中電灯を説明する。

図１は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の構成図である。

図２は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の底部の構成図であり（図１における矢印Ａに沿って観察する）、図３は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の機能ブロック図である。

図１〜３に示すように、多機能懐中電灯１は、筒状の本体１０と、本体１０先端に設置される照明ユニット１６と、本体１０内に設置される電池パック１００１と、保護回路１００２と、充電回路１００３とを備え、充電回路１００３は保護回路１００２を介して電池パック１００１を充電し、保護回路１００２は電池パック１００１に対して過度充電及び過度放電を防止し、本体１０後端に第１出力端子２３が設置され、電池パック１００１が第１出力端子２３を介して自動車のエンジンを起動する電気信号を出力し、本体１０後端に複数の第２出力端子２２、２４が設置され、電池パック１００１が第２出力端子２２、２４を介して外部装置を充電する。

また、図１に示すように、多機能懐中電灯１は更に照明部１６の焦点距離を調節するズームリング１８を含む。本体１０の外部に残量表示ランプ１４とボタン１２が設置され、ボタン１２は多機能懐中電灯１の電源をON/OFFする。

図２に示すように、多機能懐中電灯１の底部に蓋２０が設けられている。通常、蓋２０が多機能懐中電灯１の底面２１を覆い、密封する。ユーザは、充電、または、放電しようとする時に、蓋２０を開け、底面２１に設置された各端子を利用する。

なお、図２に二つの第２出力端子、即ち、12V/10Aの出力端子２２とUSB出力端子２４のみ表示されているが、必要に応じてより多くの出力端子を設置してもよい。

図３に示すように、多機能懐中電灯１は温度センサー回路１０１２を有し、温度センサー回路１０１２は本体１０内の温度を感知し、その温度が所定温度範囲を超えた場合に、制御部１００４は電池パック１００１の出力を停止する。

図３に示すように、多機能懐中電灯１は電圧サンプリング回路１００８を有し、電圧サンプリング回路１００８は電池パック１００１から電池パックの電圧を抽出し、当該電圧を制御部１００４に転送し、制御部１００４は電池パック１００１の電圧に基づき電池パック１００１の入力と出力を制御する。

照明ユニット１６は光源１０１０と光源駆動回路１０１１を含む。

多機能懐中電灯１は残量表示回路１０１３を有し、残量表示回路１０１３は複数のＬＥＤと抵抗を含み、ＬＥＤの点滅、たとえば、点滅するＬＥＤの数により電池パック１００１の電気残量を表示する。

第１出力端子２３)は12V/100-400Aの電気信号を出力し、第２出力端子は12V/10Aの電気信号を出力する出力端子２２と、5V/2Aの電気信号を出力する出力端子２４とを含む。

多機能懐中電灯１は入力端子２５を有し、外部電源は入力端子２５と充電回路１００３を介して電池パック１００１を充電することができる。

多機能懐中電灯１には、MCU中央制御装置１００４に接続するDC/DC変換回路１００９と、ボタン入力回路１０１４とを含む。

図示されていないが、電池パック１００１は三つのリチウム電池が直列接続されてなる。リチウム電池は、リン酸鉄リチウム又はコバルト酸リチウム電池であってもよい。リチウム電池は、軽くて体積が小さく、耐久性がよく、瞬間放電電流が大きく、繰り返し充電可能などのメリットがある。

保護回路１００２は、電池パック１００１と他の回路との間に設置されており、電池パック１００１に対して充放電保護を行う。

12V/10Aの出力端子２２の出力は、たとえば、携帯電話やタブレット等の電子機器を充電し、5V/2Aの出力端子２４はUSB端子であり、その出力は、USBケーブルを介して各種の電子機器を充電する。

図３に示されていないが、電池パック１００１は図２に示した第１出力端子２３を介して自動車のバッテリー１１と接続することができる。外部電源は、入力端子２５を介して充電回路１００３と接続し、入力端子２５と充電回路１００３を通じて電池パック１００１を充電することができる。

多機能懐中電灯１は、第１出力端子２３を介して、車のエンジンを起動する電気信号を出力する。電池パック１００１におけるリチウム電池は、瞬間放電倍率が100以上に達するので、この放電出力を利用し、瞬間的に車のエンジンを起動することができる。車の起動に大きな電流が必要となるため、多機能懐中電灯１の電気残量は所定値以上であることが求められている。好ましくは、電気残量が22%以上である。例えば、残量表示ランプが図１に示す四つのLEDを備える場合に、少なくとも一つのLEDが着いた状態でなければ、車のエンジンを起動できない可能性がある。一方、多機能懐中電灯１は携帯型電源として使われる時に、電気残量についてこのような制限がない。

以下、図４〜図１１を参照し、図３における各構成を詳しく説明する。

図４は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の電池充電回路１００３である。

図３、図4に示すように、14V/1Aの入力端子を備える電池充電回路１００３は保護回路１００２に接続し、MP26123チップにより実現される。当該チップはモノリシックDC/DC降圧型スイッチ充電器であり、二つ又は三つのリチウムイオン電池パックを充電することができる。当該チップは集積されたハイサイド・パワーMOSFETを備え、2Aまでの充電電流を出力することもできる。更に、高速ループ応答、簡単に補償可能なピーク電流モード制御ができる。MP26123チップは一つの検出抵抗を利用してプログラミング可能な充電電流を制御し、充電電流と充電電圧を精確に調節する。MP26123チップは、サイクル毎に電流制限とサーマルシャットダウンを含む複数の故障保護手段を備える。また、電池温度監視と保護、充電状態表示とプログラミング可能なタイマーが時間になると充電周期を完了させるなどの安全機能を含む。MP26123チップは4mm×4mmの16ピンのQFN内にパッケージングすることができる。図４におけるBATTは、電池充放電の保護回路１００２を介して電池パック１００１の陽極と直接接続し、充電機能を実現する。

図５は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の電池充放電の保護回路１００２である。

保護回路１００２は、電池パック１００１と、充電回路１００３、電池電圧サンプリング回路１００８、DC/DC変換回路１００９、LED駆動回路１０１１、12V/10Aの出力端子２２と、DC/DC降圧回路１００６との間に設置され、電池パック１００１に対して充放電保護を行う。図５に示すように、保護回路１００２はS-8224AAチップにより実現される。S-8224シリーズチップは、高精度の電圧検出回路と遅延回路が内蔵され、SEL端子によって切り替えられ、三つ又は四つの直列接続された電池の保護に使われる。多機能懐中電灯１の12V/10Aの出力端子２２はこのチップに直接制御され、Q2とQ3によりオンにされてから出力し、過流保護機能を備える。

図６は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯１のMCU中央制御装置の回路である。

MCU中央制御装置１００４は電池パック１００１の入/出力に対して制御を行い、安定に動作させる。図６に示すように、MCU中央制御装置１００４は主にU5により実現される。入力側において、MCU中央制御装置１００４は、電圧サンプリング回路１００８を通じて電池パックの電圧、ボタンによる入力、5V/2Aの出力端子２４の出力電流フィードバック、及び充電回路１００３の充電状態情報フィードバックを収集する。出力側において、MCU中央制御装置１００４はLED１０１０の状態を制御し、電池パック１００１を充電することを許可するか否か、5V/2Aの出力端子から出力信号を提供することを許可するか否か、及びLED１０１０を点灯するか否か等を判断する。MCU中央制御装置１００４は、ボタン１２の状態と、検出された電池パック１００１の電池電圧に基づき、電池パック１００１の出力を制御し、また、過充電、過放電、過電流を防止する機能を備える。

図７は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯のDC/DC降圧回路である。

図７に示すように、DC/DC降圧回路１００６は、主にMP1495とその周辺の構成要素から構成される。MP1495は高周波数、同期整流、降圧型スイッチモード変換器であり、内蔵された出力MOSFETを備える。MP1495は継続して3Aの出力電流を提供でき、入力電圧範囲が4.5V〜16Vと広い。MP1495は固定された500KHz周波数で動作し、ピーク電量制御モードにより電圧の出力を調節する。

保護回路１００２からの9-12.6V電圧はMP1495に入力され、降圧されフィルタリングされた後に、安定した5V/2Aの電気信号が得られ、5V/2Aの出力端子２４へ直接出力される。

図８は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯のDC/DC変換回路1009である。

DC/DC変換回路１００９は、保護回路１００２とMCU中央制御装置１００４との間に接続され、MCU中央制御装置１００４に給電する。図８に示すように、電池パック１００１の電圧はVINとBATTを通じてD6によりU3に提供され、HT7550を通じて降圧され変換し、5Vフィルタリングされた後に、動作電圧としてMCU中央制御装置１００４に提供する。

図９は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯のLED駆動回路である。

LED駆動回路１０１１は、保護回路１００２とLED１０１０の間に接続され、LED１０１０を駆動する。図９に示すように、LED駆動回路１０１１のPAM2861は連続動作モードにおける降圧変換器であり、一の又は複数のハイパワーLEDを直列接続するためのものである。LED駆動回路１０１１は広い範囲の直流電圧で動作でき、6〜40VDCの入力範囲内に安定に動作でき、調節可能な最大1Aの定電流を安定に出力し、最大の出力が24Wに達する。PAM2861は高精度の電流検出器が内蔵され、外部抵抗により出力電流を設定することができ、電流の検出電圧が極めて低くわずか0.1Vであるため、大電流により抵抗が熱くなり抵抗値が変化する問題が避けられる。LED駆動回路１０１１の出力電流はVSETのピンに対するPWMにより調節することができ、PWMの周波数は100〜1KHzであり、PWMの最高入力電圧は5Vである。VSETのピンはDC電圧により出力ON又はOFF（ソフトON/OFF機能）を制御してよい。0.38Vより低いDC電圧を入力するときに、LED１０１０の出力を有効にOFFすることができる。LED１０１０とLED駆動回路１０１１により、多機能懐中電灯１における照明部１６は構成される。

図１０は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の電圧サンプリング回路とボタン入力回路である。

電池電圧サンプリング回路１００８は電池パック１００１から電池パックの電圧を抽出し、当該電圧をMCU中央制御装置１００４に転送し、MCU中央制御装置１００４は当該電圧により電池パック１００１の入力と出力を制御する。

図１０に示すように、電池電圧サンプリング回路１００８はR29とR31を介して電池パック１００１の電圧を分圧しMCUピンに入力し、MCUによりA/D変換が行われ、電池パック１００１の電圧値が算出される。

ボタン入力回路１０１４はS1、R27、R35によって構成される。MCU中央制御装置１００４は、ボタン１２が押された時と放された時に生じた異なる電圧値を収集し、ボタン１２による入力が有効であるかどうかを判断し、電池パック１００１の入力と出力を制御する機能を実現する。
図１１は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の残量表示回路である。

図１１に示すように、残量表示回路１０１３は小出力のLED2、LED3、LED4、LED5及び電流制限抵抗によって構成される。MCU中央制御装置１００４が採集した電池パック１００１の電圧の実際のレベルに基づき、所定の比率で、MCU中央制御装置１００４における対応するIOピンを制御し、ダイナミックに高低レベルを出力し、対応するLEDの点灯を駆動する。点灯したLEDの数は電池パック１００１の電気残量を表示する。LED2、LED3、LED4及びLED5は、多機能懐中電灯１における残量表示ランプ１４を構成する。

図１２は本考案の実施形態に係る多機能懐中電灯の温度センサー回路である。

多機能懐中電灯１は過熱保護機能を備える。過熱保護機能は図１２に示した温度センサー回路１０１２によって実現される。温度センサー回路１０１２は本体１０内の温度を感知し、その温度は電池パック１００１の正常動作温度より60度以上高い場合に、MCU中央制御装置１００４へ過熱情報が送信される。MCU中央制御装置１００４の第11ピンは上記情報を受信してから、全ての出力回路をシャットダウンし、電池パック１００１の過熱を防げる。

もちろん、上記60度は一つの例にすぎず、実際の状況に応じて適切な温度にしてもよい。正常動作温度は多機能懐中電灯１の本体１０の材料、稼働環境及び電池パック１００１における電池の種類等により適切に定めればよい。

本考案に係る多機能懐中電灯１は、携帯電源機能を備え、自動車の緊急起動電源とすることもでき、更に電池パックの過充電、過放電、及び過熱保護機能も備え、携帯に便利で実用的なものである。

以上は、特定の実施例を参照して本考案を説明したが、本考案はこれらの実施例に限定されるものではない。当業者は、本考案の範囲および概念から逸脱しない範囲で、これらの実施例への変更または修正は、本考案の技術的範囲に属する。

１１ 本体
１００１ 電池パック
１０１０ 光源
１００３ 充電回路
１００２ 保護回路
１０１１ 光源駆動回路
２５ 入力端子
１００８ 電圧サンプリング回路
１００９ DC/DC変換回路
１００６ DC/DC降圧回路
１００４ MCU中央制御装置
２４ 5V/2Aの出力端子
１０１２ 温度センサー回路
１０１３ 残量表示回路
１０１４ ボタン入力回路

Claims (8)

1. 筒状の本体（１０）と、
   前記本体（１０）先端に設置される照明ユニット（１６）と、
   前記本体（１０）内に設置される電池パック（１００１）と、保護回路（１００２）と、充電回路（１００３）と、
   を備え、
   前記充電回路（１００３）は前記保護回路（１００２）を介して前記電池パック（１００１）を充電し、前記保護回路（１００２）は前記電池パック（１００１）に対して過度充電及び過度放電を防止し、
   前記本体（１０）後端に第１出力端子（２３）が設置され、前記電池パック（１００１）が前記第１出力端子（２３）を介して自動車のエンジンを起動する電気信号を出力し、
   前記本体（１０）後端に複数の第２出力端子（２２、２４）が設置され、前記電池パック（１００１）が前記第２出力端子（２２、２４）を介して外部装置を充電する
   ことを特徴とする多機能懐中電灯（１）。
2. 温度センサー回路（１０１２）が更に設けられ、
   前記温度センサー回路（１０１２）は前記本体（１０）内の温度を感知し、当該温度が所定温度範囲を超えた場合に、制御部（１００４）は前記電池パック（１００１）の出力を停止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能懐中電灯（１）。
3. 電圧サンプリング回路（１００８）が更に設けられ、
   前記電圧サンプリング回路（１００８）は、前記電池パック（１００１）の電圧を抽出し、当該電圧を前記制御部（１００４）に転送し、
   前記制御部（１００４）は前記電池パック（１００１）の電圧に基づき前記電池パック（１００１）の入力と出力を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の多機能懐中電灯（１）。
4. 前記照明ユニット（１６）に光源（１０１０）と光源駆動回路（１０１１）が設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能懐中電灯（１）。
5. 残量表示回路（１０１３）が更に設けられ、
   前記残量表示回路（１０１３）は、複数のＬＥＤと抵抗を含み、ＬＥＤの点滅により前記電池パック（１００１）の電気残量を表示する
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能懐中電灯（１）。
6. 前記第１出力端子(２３)は12V/100-400Aの電気信号を出力し、
   前記第２出力端子は、12V/10Aの電気信号を出力する出力端子（２２）と、5V/2Aの電気信号を出力する出力端子（２４）とを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能懐中電灯（１）。
7. 入力端子（２５）が更に設けられ、
   外部電源は、前記入力端子（２５）と前記充電回路（１００３）を介して前記電池パック（１００１）を充電する
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能懐中電灯（１）。
8. 前記電池パック（１００１）は三つの直列に接続されたリチウム電池を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能懐中電灯（１）。

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