KR20070085771A - 휴대용 조명 장치 및 휴대용 재충전가능 전자 장치를 위한개선된 회로 - Google Patents

휴대용 조명 장치 및 휴대용 재충전가능 전자 장치를 위한개선된 회로 Download PDF

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Abstract

외부 충전 접촉부 및 단락 방지 회로를 갖는, 플래시라이트와 같은 휴대용 재충전가능 전자 장치가 개시된다. 단락 방지 회로는 충전 접촉부가 단락 회로로 될 때, 노출된 충전 접촉부들 중의 하나를 장치의 재충전가능 전원 공급기로부터 전기적으로 분리시킨다. 충전 접촉부는 장치의 전력 회로를 열지않고 분리되므로; 장치는 충전 접촉부가 단락되는 동안 계속 동작할 수 있다. 장치의 전원 공급기는 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩일 수 있다. 플래시라이트가 턴온될 때 램프 필라멘트를 통해 보내지는 초기 전류 서지를 감소시키는 회로를 갖는 플래시라이트가 또한 제공된다. 회로는 턴온시 램프 전구에 가해진 스트레스를 감소시킴으로써, 램프 전구의 예상 수명을 연장시킨다. 전자 스위치를 갖는 플래시라이트가 또한 개시된다.
충전 접촉부, 단락 방지 회로, 전류 서지, 전자 스위치, 비교 장치

Description

휴대용 조명 장치 및 휴대용 재충전가능 전자 장치를 위한 개선된 회로{IMPROVED CIRCUITRY FOR PORTABLE LIGHTING DEVICES AND PORTABLE RECHARGEABLE ELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 플래시라이트(flashlight)와 같은 핸드 헬드 휴대용 조명 장치를 포함하는 휴대용 전자 장치 및 그 회로에 관한 것이다.
플래시라이트 디자인을 포함하는 다양한 핸드 헬드 또는 휴대용 조명 장치는 본 분야에 공지되어 있다. 플래시라이트는 전형적으로 양극과 음극을 갖는 하나 이상의 건전지 배터리를 포함한다. 소정의 디자인에서, 배터리는 플래시라이트를 보유하기 위해 사용될 수 있는 배럴(barrel) 또는 하우징의 배터리 구간 내에 직렬로 배열된다. 전기 회로는 흔히, 배터리 전극으로부터, 램프 전구의 한 전극과 전기적으로 결합되는 도전성 수단을 통해 설정된다. 램프 전구를 통과한 후에, 전기 회로는 이번에 배터리의 다른 전극과 전기적으로 접촉하는 도전성 수단과 전기적으로 접촉하는 램프 전구의 제2 전극을 계속하여 통과한다. 백열등 전구는 전구 필라멘트를 포함한다. 전형적으로, 회로는 회로를 열거나 닫는 스위치를 포함한다. 전기 회로를 닫는 스위치 작동은 백열등 전구의 경우에, 전류가 램프 전구를 통과하고 필라멘트를 통과할 수 있게 함으로써, 광을 생성한다.
종래의 플래시라이트는 플래시라이트를 "턴온"하기 위해 기계적 스위치를 사용한다. 이것은 2개의 접촉부를 기계적으로 접속시키고, 전류가 배터리의 양극 단자로부터 램프를 통과하여 다시 배터리의 음극 단자로 흐를 수 있게 함으로써 달성된다. 기계 스위치의 단점들 중의 하나는 물리적으로 회로를 형성하고 단절시키는 소자들의 산화뿐만 아니라 그 기계 스위치들이 마멸되기 쉽다는 것이다. 기계 스위치는 또한 플래시라이트를 작동시키고 비작동시키는 자동 또는 조정 모드를 허용하지 않는다.
종래의 플래시라이트의 다른 단점은 그들이 켜질 때 순간적으로 배터리로부터 램프 필라멘트를 통해 대량의 전류가 흐를 수 있게 함으로써 필라멘트에 스트레스를 가한다는 것이다. 이러한 전류 서지(surge)는 필라멘트가 차가울 때 램프 필라멘트의 저항이 매우 낮기 때문에 발생한다.
본질적으로, 램프 필라멘트는 초기에 단락 회로로서 작용하는 와이어 조각이다. 필라멘트 저항은 빛이 방출되는 지점까지 필라멘트 가열부로서 구성된다. 따라서, 플래시라이트가 처음에 턴온될 때, 전구보다도 상당히 많은 양의 전류가 램프를 통하는 흐름을 조정하도록 설계된다. 이 과도 단계 동안의 전류 서지가 전구의 설계 제한을 초과하긴 하지만, 과도 단계의 기간은 전구가 일반적으로 전류 서지에 견뎌낼 수 있을 만큼 짧다. 그러나, 시간이 지남에 따라, 이러한 전류 급증은 필라멘트에 스트레스를 가하여 램프에 손상을 주고, 궁극적으로 램프 필라멘트의 고장을 야기한다. 실제로, 램프 필라멘트가 결국 고장나는 것은 일반적으로 이 과도 단계 동안이다.
종래의 플래시라이트의 또 다른 단점은 이들 플래시 라이트의 전원이 일반적으로 알칼리 또는 건전지 배터리로 공급된다는 것이다. 알칼리 또는 건전지 배터리는 소모되었을 때 폐기되고, 사용자는 소모된 것을 교체하기 위해 새것을 사야 한다. 배터리 교체는 플래시라이트 사용자에게 불편하고 추가 비용이 든다. 더욱이, 알칼리 또는 건전지 배터리는 무거워서, 플래시라이트의 전체 무게를 증가시킨다.
재충전가능 납 축전지는 알칼리 및 건전지 배터리를 대체하기 위해 개발되었다. 이들 유형의 배터리는 반복 사용을 위해 재충전가능하고 방전가능하다는 장점이 있다. 그러나, 그들은 비교적 크고, 일정기간 사용 후에 액체 전해질이 다시 채워져야 된다. 그들의 커다란 크기 및 심지어 알칼리/건전지 배터리보다 더 무거운 무게로 인해, 재충전가능 납 축전지는 보통 벽-고정형 안전 조명 시설, 오토바이 및 자동차와 함께 사용되지만, 일반적으로 플래시라이트와 같은 휴대용 조명 장치와 함께 사용하기에 적합하다고 생각되지 않는다.
니켈-카드뮴 배터리 및 니켈-금속 수소화물 배터리는 플래시라이트 내의 종래의 배터리를 대체하기 위해 사용되었다. 니켈-카드뮴 및 니켈-금속 수소화물 배터리는 무게가 가볍고, 사용하기 편리하며, 반복적으로 재충전가능하고 방전가능하다는 장점이 있다. 그러나, 이들 배터리는 중금속 오염을 일으킨다는 단점이 있다. 게다가, 니켈-카드뮴 및 니켈-금속 수소화물 배터리는 이른바 배터리 메모리 효과라는 것을 갖는다. 그러므로, 배터리 수명의 단축을 방지하기 위해, 이들 배터리가 재충전될 수 있기 전에 이들 유형의 배터리의 임의의 미사용 전력을 방전시 킬 필요가 있다.
휴대용 전자 장치를 위한 개선된 재충전가능 에너지원은 리튬-이온 배터리이다. 리튬-이온 배터리는 니켈-카드뮴 및 니켈-금속 수소화물 배터리보다 높은 에너지 밀도 및 낮은 자기 방전률을 갖는다. 리튬-이온 배터리는 또한 니켈-카드뮴 및 니켈-금속 수소화물 배터리보다 높은 에너지 대 중량비를 갖는다. 그러나, 리튬-이온 배터리는 그 자신의 안전 한계를 넘어서 충전되거나, 또는 그 단자들이 함께 단락되는 경우에 폭발할 수 있다. 더 나아가, 리튬-이온 배터리의 과방전은 리튬-이온 전지를 영구적으로 손상시킬 수 있다. 따라서, 대부분의 리튬-이온 배터리는 과충전, 과방전 및 단락 회로 방지 능력을 갖는 내장 방지 회로를 포함하는 배터리 팩으로 이용가능하게 된다. 이 배터리 팩 방지 회로는 단락이 검출될 때 내부적으로 전류가 리튬-이온 배터리 팩으로부터 흐르지 못하게 한다. 그러므로, 장치의 재충전 접촉부 양단에 단락이 있으면, 배터리 팩 방지 회로가 작동하고, 전자 장치는 동작을 멈출 것이다.
그러한 부주의한 중단을 방지하기 위해, 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩에 의해 전원이 공급되는 휴대용 전자 장치의 재충전 접촉부는 닿기 어렵거나 숨겨진 위치에 접촉부를 갖는다. 불행히도, 그러한 구성은 배터리를 재충전하기 위해 플러그, 특정 삽입물, 줄맞춤 탭 또는 복잡한 받침대(cradle)의 사용을 필요로 한다. 그러나, 재충전 접촉부로의 접속 차단은 플래시라이트의 경우에, 또는 설계 요구조건이 충전 접촉부 또는 링이 노출될 것을 명하는 다른 재충전가능 장치의 경우에 실용적인 해결책이 아니다.
재충전가능 리튬-이온 배터리가 노출 충전 링을 갖는 플래시라이트에서 사용되었고, 사용자가 부주의하게 자신의 차 열쇠와 같은 금속 물체와 접촉하여 노출 충전 접촉부 양단에 단락을 일으켰으면, 램프는 단락 회로를 만드는 금속 물체가 제거될 때까지 못쓰게 되었을 것이다. 그러한 부주의한 중단은 사용자가 특히 법 시행 및 비상 응답 직원을 위한 불이 켜지지 않은 지역에서 일하고 있을 때 위험할 수 있다. 그리고, 니켈-카드뮴 및 니켈 금속 수소화물과 같은 다른 재충전가능 배터리 화학품의 충전 링 또는 접촉부 양단에 우발적인 단락 회로가 만들어지지 않도록 재충전 회로 내에 단순한 다이오드가 배치될 수 있지만, 이 해결책은 리튬-이온 배터리 팩에 실용적이지 않다. 단순한 다이오드는, 리튬-이온 배터리의 충전이 종단 전압 이상에서 매우 엄격한 제어를 필요로 하지만, 다이오드의 순방향 전압 강하가 매우 크기 때문에 이들 상황에서 사용될 수 없다.
상기 설명에 비추어보아, 재충전가능 리튬-이온 배터리 기술은 재충전가능 플래시라이트와 같이 노출된 충전 접촉부를 갖는 휴대용 전자 장치에서 사용하도록 채택되지 않았다. 그러므로, 노출된 충전 접촉부를 갖는 플래시라이트와 같은 재충전가능 장치 내에 개선된 단락 회로 방지를 제공하는 수단에 대한 요구가 존재한다. 또한, 상술된 문제점들 중의 한가지 이상의 문제를 개선하는 개선된 회로를 갖는 플래시라이트에 대한 별개의 요구가 존재한다.
본 발명의 목적은 상술된 플래시라이트 및/또는 재충전가능 장치와 관련된 하나 이상의 문제점을 처리하거나 최소한 개선하기 위한 것이다.
따라서, 본 발명의 제1 실시양상에서, 외부 충전 접촉부 및 단락 방지 회로를 갖는, 플래시라이트와 같은 휴대용 재충전가능 전자 장치가 제공된다. 단락 방지 회로는 충전 접촉부가 함께 단락될 때, 노출된 충전 접촉부들 중의 하나를 장치의 재충전가능 전원 공급기로부터 전기적으로 분리시킨다. 충전 접촉부는 장치의 전원 회로를 열지않고 분리되므로; 장치는 충전 접촉부가 단락되는 동안에 계속 동작할 수 있다. 장치의 전원 공급기는 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩일 수 있다.
한 실시예에 따르면, 재충전가능 전자 장치는 DC 전원 및 전력 소비 부하를 포함하는 주 전력 회로, 제1 전기 경로를 통해 전원의 제1 전극에 전기적으로 결합된 제1 충전 접촉부, 제2 전기 경로를 통해 전원의 제2 전극에 전기적으로 결합된 제2 충전 접촉부, 및 제1 충전 접촉부 및 제2 충전 접촉부가 함께 단락되면 주 전력 회로 내부가 아닌 위치에서 제1 전기 경로를 열도록 구성된 단락 방지 회로를 포함한다.
단락 방지 회로는 양호하게, 주 전력 회로 내부가 아닌 위치에서 제1 충전 접촉부와 제1 전극 사이의 제1 전기 경로 내에 삽입된 스위치를 포함한다. 단락 방지 회로는 제1 및 제2 충전 접촉부가 함께 단락되면 스위치를 열도록 구성될 수 있다. 스위치는, 예를 들어 전계 효과 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 트랜지스터일 수 있다. 양호하게, 스위치는 p채널 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)이다.
단락 방지 회로는 제1 입력 신호의 전압을 제2 입력 신호의 전압과 비교하고, 이 비교에 기초하여 스위치를 열거나 닫도록 적응된 비교 장치를 포함할 수 있다. 제1 신호의 전압은 제1 충전 접촉부와 접지 사이의 전압차에 비례할 수 있고, 제2 신호의 전압은 전원의 전압에 비례할 수 있다. 비교 장치는 예를 들어, 비교기, op 앰프(amp), ASIC 또는 프로세서를 포함할 수 있다. 제1 충전 접촉부와 접지 사이의 전압 강하가 배터리의 전압과 거의 같거나 그보다 클 때, 스위치는 비교 장치에 의해 "온" 위치에 있으라고 명령받는다. 결과적으로, 장치가 그 충전기 내에 있을 때, 에너지는 충전 접촉부에서 전원으로 흐를 수 있다. 제1 충전 접촉부와 접지 사이의 전압 강하가 0일 때, 스위치는 "오프" 위치에 있으라고 명령받는다. 그러므로, 충전 접촉부들 사이에 단락이 발생하면, 스위치는 턴오프되거나 열릴 것이다. 결과적으로, 전원은 충전 접촉부들 양단의 임의의 단락을 방지하고, 전력 소비 부하에 전력을 계속 공급할 수 있다.
재충전가능 장치는 플래시라이트를 포함할 수 있고, DC 전원은 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩을 포함할 수 있다. 충전 접촉부들 양단이 단락된 경우에, 단락 방지 회로는 리튬-이온 배터리 팩의 내장 단락 회로 방지보다 더 빨리 단락을 검출하여 소거하도록 구성될 수 있다. 그 자체로, 단락 방지 회로는 외부 충전 접촉부 상에 단락이 발생한 경우에 장치의 동작이 중단되지 않는 것을 보장한다. 이것은 재충전가능 장치가 플래시라이트를 포함하는 경우에 특히 유리하다.
또 다른 실시예에서, 재충전가능 플래시라이트가 제공되는데, 이 재충전가능 플래시라이트는 전원, 주 전력 회로를 통해 전원에 전기적으로 결합된 램프, 제1 전기 경로를 통해 전원의 제1 전극에 전기적으로 결합된 제1 충전 접촉부, 제2 전기 경로를 통해 전원의 제2 전극에 전기적으로 결합된 제2 충전 접촉부, 및 주 전력 회로 내부가 아닌 위치에서 제1 전기 경로에 삽입된 스위치를 제어하는 논리 회로를 포함한다. 논리 회로는 제1 및 제2 충전 접촉부가 함께 단락되면 스위치에게 열리라고 신호하도록 구성된다.
본 발명의 제2 실시양상에 따르면, 장치의 램프를 통해 흐르는 전류를 조절하는 회로를 포함하는 휴대용 조명 장치가 제공된다. 이 회로는 양호하게, 램프가 턴온될 때 램프를 통해 보내지는 초기 전류 서지를 감소시킨다. 백열등 전구를 이용하는 조명 장치의 경우에, 그러한 회로는 조명 장치가 턴온될 때 램프 전구에 가해진 스트레스를 감소시키기 위해 사용됨으로써, 램프 전구의 예상 수명을 연장시킬 수 있다.
한 실시예에 따르면, 조명 장치는 전원, 광원 및 전자 전원 스위치를 포함하는 주 전력 회로; 및 전력 제어 회로를 포함한다. 전력 제어 회로는 전자 전원 스위치에 전기적으로 결합되고, 제어 신호에 응답하여 전자 전원 스위치를 통해 흐르는 전류를 조절하도록 적응된다. 전력 제어 회로는 주 전력 회로가 안정 상태에 도달하기 이전에 주 전력 회로를 통해 흐르는 피크 전류를 제한하기 위해 조명 장치가 턴온될 때 전자 전원 스위치를 조절할 수 있다. 전자 전원 스위치는 트랜지스터를 포함할 수 있고, 광원은 필라멘트를 포함할 수 있다. 양호하게, 전자 전원 스위치는 n채널 MOSFET를 포함하고, 전력 제어 회로는 변경된 제어 신호를 MOSFET의 게이트에 인가한다. 조명 장치는 플래시라이트를 포함할 수 있다.
양호한 실시예에서, 조명 장치는 마이크로프로세서, 및 전원과 마이크로프로세서 사이의 전기 경로를 열고 닫는 기계 스위치를 더 포함한다. 마이크로프로세서는 기계 스위치로부터 수신된 활성화 신호에 응답하여 전력 제어 회로에 제어 신호를 제공하고, 전력 제어 회로는 제어 신호를 변경하고, 변경된 제어 신호를 전자 전원 스위치에 인가한다. 제어 신호의 전압은 조명 장치가 턴온될 때 계단 함수에 따라 변화할 수 있는 반면, 변경된 제어 신호는 조명 장치가 턴온된 후 시간이 지남에 따라 증가하는 전압을 가질 수 있다. 양호하게, 변경된 제어 신호의 전압은 플래시라이트가 턴온된 후 지수적으로 증가한다.
다른 실시예에 따르면, 조명 장치는 플래시라이트를 포함하는데, 플래시라이트는 전원, 램프 및 전자 전원 스위치를 포함하는 주 전력 회로; 및 전자 전원 스위치에 전기적으로 결합되고, 플래시라이트가 온인 동안에 전자 전원 스위치에 신호를 제공하도록 적응된 전력 제어 회로를 갖는다. 본 실시예에서, 전자 전원 스위치가 주 전력 회로에서 도통시킬 수 있는 전류량은 전자 전원 스위치에 인가된 신호의 전압에 의존하고, 전력 제어 회로는 플래시라이트가 턴온될 때 선정된 기간동안 전원 스위치를 통해 흐를 수 있는 전류량을 증가시키는 방식으로 신호의 전압을 변화시키도록 구성된다.
양호하게, 선정된 기간은 플래시라이트가 턴온된 후에 주 전력 회로가 안정 상태에 도달하는데 필요한 시간보다 크게 설정된다. 램프가 필라멘트를 포함하면, 선정된 기간은 양호하게 필라멘트의 열 시정수보다 크다. 전형적으로, 선정된 기간은 10 밀리초 이상이 될 것이고, 더욱 양호하게 선정된 기간은 40 밀리초 이상이 될 것이다.
한 구현에서, 전력 제어 회로는 지수 함수, 양호하게 증가하는 지수 함수에 따라 신호의 전압을 변화시킨다. 양호하게, 지수 함수의 시정수는 전력 제어 회로 내에 포함된 저항기 및 캐패시터의 값에 의해 결정된다.
전자 전원 스위치는 전계 효과 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터와 같은 트랜지스터를 포함할 수 있다. 양호하게, 전자 전원 스위치는 MOSFET를 포함한다. 전자 전원 스위치가 전계 효과 트랜지스터를 포함하면, 신호는 트랜지스터의 게이트에 인가된다.
플래시라이트는 마이크로프로세서, 및 전원과 마이크로프로세서 사이의 전기 경로를 열고 닫는 기계 스위치를 더 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는 기계 스위치로부터 수신된 활성화 신호에 응답하여 전력 제어 회로에 제어 신호를 제공하고, 전력 제어 회로는 전자 전원 스위치에 인가된 신호를 생성하기 위해 제어 신호를 변경한다. 제어 신호의 전압은 양호하게, 플래시라이트가 턴온될 때 계단 함수에 따라 변화하는 반면, 전자 전원 스위치에 인가된 신호는 양호하게 지수 함수에 따라 시간이 지남에 따라 증가한다.
본 발명의 다른 별개의 실시양상에서, 본 발명의 상술된 실시양상의 구성요소들이 결합될 수 있다는 것이 고려된다.
본 발명의 다른 실시양상, 목적, 원하는 특징 및 장점은 개시된 발명의 여러 실시예가 예시적으로 도시된 첨부 도면을 참조한 다음의 상세한 설명으로부터 잘 이해될 수 있을 것이다. 그러나, 도면은 단지 예시를 위한 것이지, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니라는 것을 명확히 알기바란다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 플래시라이트의 사시도.
도 2는 2-2로 표시된 면을 통해 취해진 도 1의 플래시라이트의 단면도.
도 3은 2-2로 표시된 면을 통해 취해진 도 1의 플래시라이트의 앞부분의 확대 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 단면도의 사시도.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자 회로의 관계를 도시한 도 1의 플래시라이트의 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 플래시라이트에서 이용될 수 있는 순간 스위치용 디바운스(debounce) 회로의 한 실시예의 회로도.
도 7은 본 발명에 따른 플래시라이트에서 이용될 수 있는 마이크로제어기의 한 실시예의 회로도.
도 8은 본 발명에 따른 플래시라이트에서 이용될 수 있는 전력 제어 회로의 한 실시예의 회로도.
도 9A는 본 발명에 따른 단락 방지 회로의 한 실시예의 회로도.
도 9B는 도 9A의 단락 방지 회로에서 이용된 비교 장치용 전원 공급기 회로의 한 예의 회로도.
도 10A는 (1) 도 1에 도시된 플래시라이트의 마이크로제어기로부터의 제어 신호의 전압이 플래시라이트가 처음에 턴온될 때 시간에 따라 얼마나 변화할 수 있는지, (2) 전력 제어 회로로부터의 신호의 전압이 마이크로제어기의 제어 신호에 응답하여 얼마나 변화하는지, (3) 플래시라이트의 램프에 공급된 전류가 전력 제어 회로로부터의 신호에 응답하여 얼마나 변화하는지를 반영하는 3개의 오실로스코프 추적선을 도시한 도면.
도 10B는 본 발명에 따른 전력 제어 회로가 없는 플래시라이트에 대한 3개의 오실로스코프 추적선을 도시한 도면으로, 그 외에는 도 10A에 도시된 오실로스코프 추적선을 얻기 위해 사용된 플래시라이트와 동일하다. 도 10B에 도시된 3개의 추적선은 (1) 전력 제어 회로가 없는 플래시라이트의 마이크로제어기로부터의 제어 신호의 전압이 플래시라이트가 처음에 턴온될 때 시간에 따라 얼마나 변화할 수 있는지, (2) 전자 전원 스위치의 게이트-소스 전압이 제어 신호의 전압에 응답하여 얼마나 변화할 것인지, 및 (3) 플래시라이트의 램프에 공급된 전류가 전자 전원 스위치에 인가된 전압에 응답하여 얼마나 변화하는지를 반영한다.
도 11A는 플래시라이트가 초기에 턴온될 때 본 발명에 따른 전력 제어 회로가 갖추어진 플래시라이트의 주 전력 회로에서의 시간에 따른 전류 흐름을 도시한 오실로스코프 추적선.
도 11B는 플래시라이트가 초기에 턴온될 때 본 발명에 따른 전력 제어 회로가 없는 플래시라이트의 주 전력 회로에서의 시간에 따른 전류 흐름을 도시한 오실로스코프 추적선.
도 12는 스트로브(strobe) 모드에서 동작된 본 발명에 따른 플래시라이트에 대한 3개의 오실로스코프 추적선을 도시한 도면이다. 3개의 추적선은 (1) 마이크로프로세서로부터의 제어 신호의 전압, (2) 전력 제어 회로에 의해 생성된 변경된 제어 신호의 전압, 및 (3) 전자 전원 스위치를 통해 흐르는 전류를 반영한다.
도 13은 전원 감소 모드에서 동작된 본 발명에 따른 플래시라이트에 대한 3개의 오실로스코프 추적선을 도시한 도면이다. 3개의 추적선은 (1) 마이크로프로세서로부터의 제어 신호의 전압, (2) 전력 제어 회로에 의해 생성된 변경된 제어 신호의 전압, 및 (3) 전자 전원 스위치를 통해 흐르는 전류를 반영한다.
본 발명의 설명을 용이하게 하기 위해, 한 도면에서 구성요소를 나타내는 임의의 참조번호는 임의의 다른 도면에서 동일한 구성요소를 나타낼 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 플래시라이트(10)는 도 1에 사시도로 도시된다. 플래시라이트(10)는 본 발명의 여러가지 별개의 실시양상을 포함한다. 이들 별개의 실시양상이 모두 플래시라이트(10) 내에 편입되었지만, 본 발명은 여기에서 설명된 플래시라이트(10)에 제한되지 않는다는 것을 명확히 알 수 있을 것이다. 오히려, 본 발명은 집합적으로뿐만 아니라 개별적으로 후술되는 플래시라이트의 발명 특징들의 각각에 관한 것이다. 더 나아가, 본 명세서 검토후 본 분야에 숙련된 기술자들에게 명백해질 수 있는 바와 같이, 본 발명의 하나 이상의 실시양상은 또한 다른 비휴대용 조명 장치뿐만 아니라, 셀 폰, 휴대용 라디오, 장난감을 포함한 다른 전자 장치 내로 편입될 수 있다.
도 1-4를 참조하면, 플래시라이트(10)는 후방 단부에서 테일 캡(tail cap)(22)으로 둘러싸이고 전방 단부에서 헤드 및 스위치 조립체(23)로 둘러싸인 배럴(barrel)(21)을 포함한다.
배럴(21)은 양호하게 알루미늄으로 만들어진다. 본 분야에 공지된 바와 같 이, 배럴(21)은 그 축 길이를 따라, 양호하게 가공된 우툴두툴한 형태의 텍스처화 표면(27)이 갖추어질 수 있다.
본 실시예에서, 배럴(21)은 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60)을 둘러싸도록 구성된다. 배터리 팩(60)은 하나 이상의 리튬-이온 배터리 전지를 포함할 수 있다. 양호하게 배터리 팩(60)은 전기적으로 병렬로 접속되어 있으면서 물리적으로 직렬로 또는 끝과 끝을 연결한 배열로 배치된 최소한 2개의 리튬-이온 전지를 포함한다. 다른 실시예에서는, 직렬로 2개의 전지를 전기적으로 접속시키는 것이 바람직할 수 있다. 더 나아가, 배럴(21)은 또한 플래시라이트의 설계 요구조건에 따라 다르게 직렬로 또는 병렬로 전기적으로 접속되어 있으면서 물리적으로 병렬로 또는 나란히 연결된 배열로 배치된 2개 이상의 리튬-이온 배터리 또는 전지를 포함하는 배터리 팩(60)을 포함하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 리튬-이온 배터리 팩(60)이 플래시라이트(10)의 도시된 실시예의 전원으로서 사용되지만, 본 발명의 다른 실시예에서는, 예를 들어, 다른 유형의 재충전가능 배터리뿐만 아니라 건전지 배터리를 포함하여 다른 DC 전원이 이용될 수 있다.
재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60)은 도 5에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 양호하게 내장 단락 회로 방지 회로(86)를 포함한다. 이러한 유형의 배터리 팩은 BYD 컴퍼니 리미티드(Company Limited)와 같은 공급업자로부터 시장에서 쉽게 이용가능하고, 배터리 팩의 전극이 함께 단락되면 배터리 팩으로부터 전류의 흐름을 차단할 것이다.
테일 캡(22)은 또한 양호하게 알루미늄으로 만들어지고, 본 분야에 통상적인 바와 같이 배럴(21)의 내부 상에 제공된 결합 스레드(mating thread)에 맞물리도록 구성된다. 그러나, 테일 캡(22)을 배럴(21)에 부착시키는 다른 적합한 수단이 또한 이용될 수 있다. 도 2에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 립 봉합(lip seal)과 같은 단방향 밸브(68)는 방수 봉합을 제공하기 위해 테일 캡(22)과 배럴(21) 사이의 경계에 제공될 수 있다. 그러나, 본 분야에 숙련된 기술자들이 알 수 있는 바와 같이, O-링과 같은 다른 유형의 밀봉 소자가 방수 봉합을 형성하기 위해 단방향 밸브(68) 대신에 사용될 수 있다. 단방향 밸브(68)는 테일 캡(22) 내에 형성된 원주 채널(70) 내에 보유된다. 더 나아가, 단방향 밸브(68)는 플래시라이트 내의 과압(overpressure)을 공기로 배기 또는 배출시킬 수 있게 하는 동시에, 플래시라이트(10)의 외부에서 내부로의 흐름을 방지하도록 방향이 맞춰진다.
플래시라이트 내의 단방향 밸브의 설계 및 사용은 여기에서 참조로 사용되는 Anthony Maglica의 미합중국 특허 제5,113,326호에서 더욱 자세하게 설명된다.
알루미늄으로 만들어진 경우에, 배럴(21) 및 테일 캡(22)의 표면은 플래시라이트의 전기 회로를 형성하기 위해 다른 금속 표면과의 전기적 접촉을 만들도록 사용된 그러한 표면들을 제외하고는 양호하게 양극 처리된다. 본 실시예에서, 전기 경로는 도전성 부재(72) 및 스프링(74)에 의해 리튬-이온 배터리 팩(60)의 케이스(case) 전극(61)과 배럴(21) 사이에 형성된다. 배럴과 케이스 전극 사이에 전기 경로의 부분을 형성하는 것 이외에, 스프링(74)은 또한, 배터리 팩(60)의 중앙 전극(63)이 보유 볼트(57)에 의해 유지되고 그 보유 볼트(57)를 통해 뻗어가는 스프링 바이어스 도체(76)의 한 단부 내로 움직여지도록 배터리 팩(60)을 앞쪽으로 움 직이게 한다.
본 실시예의 헤드 및 스위치 조립체(23)는, 예를 들어 헤드(24), 정면 캡(25), 충전 접촉부(44), 인쇄 회로 기판(46), 슬리브(50), 스위치(52) 및 이동가능 램프 조립체(100)를 포함하는 다수의 다른 컴포넌트가 장착될 수 있는 지지 구조물(28)을 포함한다. 제조의 용이성을 위해, 지지 구조물(28)은 양호하게 주입 성형 플라스틱으로 만들어진다. 한편, 헤드(24), 정면 캡(25) 및 슬리브(50)는 양호하게 양극 처리된 알루미늄으로 만들어진다.
본 실시예에서, 지지 구조물(28)은 전방부(31), 중앙부(33) 및 후방부(35)를 포함하는 공동(hollow) 지지 구조물이다. 전방부(31)는 대체로 컵 모양의 수신 영역(37)을 포함한다. 전방부(31)에서 뒤쪽으로 뻗어가는 중앙부(33)는 대체로 원통형 내면(39)을 포함한다. 그리고, 중앙부(33)에서 뒤쪽으로 뻗어가는 후방부(35)는 2개의 대향하는 아치형의 스레디드 핑거(55)(도 2-4의 단면도에서는 그 중의 하나만 보임)를 포함한다.
정면 캡(25)은 지지 구조물(28)에 관한 렌즈(26) 및 반사기(30)를 보유한다. 본 실시예에서, 정면 캡(25)은 지지 구조물(28)의 전방부(31) 상에 제공된 외부 스레드(29) 상으로 스레딩하도록 구성된다. 그러나, 다른 구현에서, 다른 유형의 부속품이 채택될 수 있다. 도시된 바와 같이, 반사기(30)는 지지 구조물(28)의 전방부(31)의 컵 모양 수신 영역(37) 내에 위치설정된다. 대응하는 얼라인먼트 피처(alignment feature)(32, 34)는 반사기(30)와 지지 구조물(28) 사이의 적절한 얼라인먼트를 보증하기 위해 각각 반사기(30)의 외면 및 지지 구조물(28)의 내부 결 합면 상에 제공될 수 있다.
헤드(24)는 배럴(21) 및 슬리브(50)보다 큰 직경을 갖는다. 헤드(24)는 또한 외부에서 배럴(21) 및 슬리브(50)의 외부의 위를 지나가도록 적응된다. 헤드(24)의 내면(36)은 정면 캡(25) 및 지지 구조물(28)에 관해 헤드(24)의 위치를 적절하게 설정하기 위한 선택 위치에서 지지 구조물(28)의 외면과 결합하도록 구성된다. 고무 O-링과 같은 압착성 보유 링(40)은 원주 립(42)과 같은, 헤드(24)의 내면(36) 상에 제공된 피처와 지지 구조물(28) 사이의 죔쇠 끼워맞춤을 만들어내기 위해 지지 구조물(28)의 외면(38) 주위를 연장하는 채널(41) 내에 위치해 있을 수 있다. 압착성 보유 링(40)은 또한 헤드(24)의 전방 단부와 지지 구조물(28) 사이의 헤드 조립체에 습기와 먼지가 들어가지 못하게 한다.
외부 충전 접촉부(44 및 48)는 플래시라이트(10)의 앞부분에 제공된다. 충전 접촉부(44 및 48)는 재충전 절차를 단순화하기 위해 본 실시예에서 충전 링의 형태로 제공되지만, 다른 실시예에서, 접촉부(44 및 48)는 다른 형태를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 인쇄 회로 기판(46)은 충전 접촉부(44, 48) 사이에 삽입된다. 인쇄 회로 기판(46)은 충전 접촉부(44, 48)가 단락 회로를 통해 서로 직접 전기 통신을 하지 못하게 접촉부를 분리시키는 동시에, 충전 접촉부(44 및 48)와 전기 통신을 하도록 구성된다. 인쇄 회로 기판(46)과 충전 접촉부(44, 48) 사이의 전기 통신은 인쇄 회로 기판(46)과 각 충전 접촉부 사이에 형성된 경계면에 도전성 트레이스(trace)를 제공함으로써 설정될 수 있다.
외부 충전 접촉부(44)는 양호하게 중앙부(33)의 후 단부쪽으로, 양호하게 지 지 구조물(28)의 외면(38) 상에 배치된 알루미늄 링이다. 배럴(21)이 양극처리된 알루미늄으로 만들어지면, 외부 충전 접촉부(48)는 충전 접촉부(48)의 위치로부터의 임의의 양극처리를 제거하기 위해 배럴의 일부를 가공하거나 또는 배럴(21)을 양극처리하기 이전에 충전 접촉부(48)의 위치를 마스킹함으로써, 배럴(21) 내에 일체로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 충전 접촉부(48)는 배럴(21)의 앞 단부에 위치한다.
상술된 바와 같이, 헤드 및 스위치 조립체(23)는 또한 양호하게 슬리브(50)를 포함한다. 슬리브(50)는 충전 접촉부(44)로부터 헤드(24)의 후미 에지(53) 아래에 있는 위치로 앞으로 뻗도록 지지 구조물(28)의 외면(38) 위에 배치된다. 슬리브(50)는 양호하게 양극처리된 알루미늄으로 만들어지지만, 또한 다른 금속 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 상기 구성의 결과로서, 인쇄 회로 기판(46) 및 스위치(52)에 의해 형성된 외면을 제외하고, 본 실시예에 따른 플래시라이트(10)의 모든 외면은 금속으로, 더욱 양호하게 알루미늄으로 만들어질 수 있다.
슬리브(50)에는 스위치(52)의 스위치 커버(54)가 연장하는 홀(51)이 제공된다. 스위치 커버(54)를 둘러싸는 슬리브(50)의 외면은 플래시라이트(10)의 촉각 동작을 용이하게 하기 위해 비스듬하게 될 수 있다. 슬리브(50)에는 또한 O-링과 같은 밀봉 소자(58)를 배치하기 위해 헤드(24)의 후미 에지(53)의 앞쪽 위치에서 슬리브의 원주 주위에 홈(56)이 제공되어 있어서, 헤드(24)와 슬리브(50) 사이에 방수 봉합을 형성할 수 있다. 이와 마찬가지로, 스위치 커버(54)는 양호하게 성형 고무 또는 라텍스로 만들어진다. 도 3 및 4로부터 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 스위치 커버(54)는 홀(51)을 통해 헤드 및 스위치 조립체(23)로 습기와 먼지가 들어가지 못하도록 양호하게 구성된다.
본 실시예에서, 램프(59)는 반사기(30) 내에 제공된 중앙 홀을 통해 반사기(30) 안에 이르도록 헤드 및 스위치 조립체(23) 내에 분리가능하게 장착된다. 특히, 램프(59)는 이동가능 램프 조립체(100) 상에 장착되고, 그 다음에 램프 조립체는 지지 구조물(28)의 중앙부(33) 내에 슬라이드가능하게 장착된다.
램프(59)는 빛을 발생시키는 임의의 적합한 장치일 수 있지만, 본 실시예에서 램프(59)는 백열등 전구, 더욱 양호하게 바이핀(bi-pin) 백열등 전구이다. 그러나, 본 발명의 다른 구현에서, 램프(59)는 예를 들어, LED 램프 또는 아크(arc) 램프를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 이동가능 램프 조립체(100)는 조정가능 볼(ball) 하우징(102), 볼형(ball-shaped) 조정가능 전구 홀더(104), 엔드 캡(end cap)(106), 리테이너(retainer)(108), 보유 스프링(110), 스프링 바이어스 도체(112), 스프링(114), 도체 포스트(116) 및 캠 팔로워(cam follower) 조립체(117)를 포함한다.
도 3 및 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 램프(59)는 볼형 조정가능 전구 홀더(104)에 의해 유지된다. 이번에는 볼형 조정가능 전구 홀더(104)가 조정가능 볼 하우징(102) 내에 조정가능하게 장착된다. 이와 관련하여, 조정가능 볼 하우징(102)은 자신의 앞 단부에서 벽(103)에 의해 부분적으로 둘러싸인다. 벽(103)은 볼형 전구 홀더(104)가 조정가능하게 보유되는 오목 결합면(118)을 포함한다. 조정가능 볼 하우징(102) 내에서 슬라이드하도록 적응되는 리테이너(108)는 볼형 조 정가능 전구 홀더(104)의 대향측과 슬라이드가능하게 결합하도록 설계된 오목면(120)을 포함한다. 엔드 캡(106)은 조정가능 볼 하우징(102)의 후 단부를 둘러싸고, 거기에 고정된 관계로 장착된다. 보유 스프링(104)은 고정된 엔드 캡(106)과 슬라이드가능 리테이너(108) 사이에 삽입됨으로써, 오목면(120)이 볼형 조정가능 전구 홀더(104)에 맞물릴 때까지 플래시라이트의 앞 단부쪽으로 리테이너(108)를 바이어스시킨다. 결과적으로, 볼형 조정가능 전구 홀더(104)는 벽(103)의 오목면(118)과 리테이너(108)의 오목면(120) 사이에 조정가능하게 보유된다.
볼형 조정가능 전구 홀더(104)는 금속부(122), 제1 접촉 홀더(124) 및 제2 접촉 홀더(126)를 포함한다. 본 실시예에서, 금속부(122)는 스루 홀을 갖는 구(sphere) 지역으로 이루어진다. 제1 접촉 홀더(124) 및 제2 접촉 홀더(126)는 플라스틱과 같은 비도전성 물질로 이루어지고, 금속부(122)의 스루홀 내에 죔쇠 끼워맞춤을 만들어내도록 구성된다. 제2 접촉 홀더(126)는 금속부(122)와 결합하여, 볼형 조정가능 전구 홀더(104)에 대체로 구면인 외면이 제공되도록, 구의 섹터와 같은 모양의 헤드부를 포함한다.
램프(59)의 전극들은 이들이 양호하게 각각 양극 및 음극 접촉부와 마찰로 맞물리는 제1 접촉 홀더(122) 내로 연장한다(도시되지 않음). 전극 접촉부 중의 하나, 즉 본 실시예에서의 음극은 제1 및 제2 접촉 홀더(124, 126)의 결합면들 사이에 이르도록 구성되고, 볼형 조정가능 전구 홀더(104)의 금속부(122)와 전기적으로 접속한다. 다른 전극 접촉부, 즉 본 실시예에서의 양극은 제1 및 제2 접촉 홀더(124) 둘다를 통해 연장하고, 스프링 바이어스 도체(112)와 결합하는 면을 포함 한다.
이동가능 램프 조립체(100)의 구성은 여기에서 참조로 사용되는, 2004년 3월 16일자로 출원된 계류중인 미합중국 특허 출원 제10/802,265호의 도 6-18과 관련하여 상세하게 설명된다.
볼형 조정가능 전구 홀더(104)의 금속부(122)는 또한 양호하게 금속으로 만들어진 조정가능 볼 하우징(102)과 전기적으로 통신한다. 다음에, 조정가능 볼 하우징(102)은 판(leaf) 스프링 도체(28)와 전기적으로 통신하는데, 판 스프링 도체의 일부는 조정가능 볼 하우징(102)의 외부와 슬라이드 가능하게 접촉한다. 판 스프링 도체(128)는 또한 인쇄 회로 기판(46) 상의 접촉 패드(62)에서 인쇄 회로 기판(46)과 전기적으로 통신한다.
접촉 포스트(116)는 엔드 캡(106) 및 스위치 하우징(80)을 통해 연장한다. 접촉 포스트(116)는 후 단부가 비아(64)를 통해 인쇄 회로 기판(46)과 전기적으로 통신하도록 스위치 하우징(80)에 의해 마찰로 유지된다. 비아(64)는 본 실시예에서 인쇄 회로 기판(46)의 중앙을 통해 연장한다. 앞 단부에서, 접촉 포스트(116)는 엔드 캡(106) 내에 제공된 스루 홀 내에 슬라이드가능하게 지지된다. 접촉 포스트(116)의 앞 단부 상에 제공된 컵 모양 부분(130)은 스프링(114)의 한 단부를 보유하도록 구성되는 반면, 스프링(114)의 다른 단부는 스프링 바이어스 도체(112)가 볼형 조정가능 전구 홀더(104)의 제2 접촉 홀더(126)를 통해 연장하는 전극 접촉부의 노출된 부분과 접촉하게 한다. 스프링 바이어스 도체(112)는 또한 본 실시예에서 컵 모양이고, 컵 모양 부분(130) 및 보유 스프링(114)의 외면 위에서 그 사 이에 슬라이드가능하게 끼워맞출 수 있도록 컵 모양 부분(130)보다 약간 큰 직경을 갖는다.
헤드 및 스위치 조립체(23)는 지지 구조물(28)의 후방부(35)를 형성하는 2개의 아치형 스레디드 핑거(55)를 거쳐서 배럴(21)에 부착된다. 2개의 아치형 스레디드 핑거(55)는 인쇄 회로 기판(46)을 통해 연장한다. 아치형 스레디드 핑거(55)에는 외부 및 내부 스레드 둘다 제공된다. 외부 스레드는 배럴(21)의 앞 단부 내에 제공된 대응하는 내부 스레드와 결합한다. 일단 헤드 및 스위치 조립체(23)가 배럴(21) 내로 스레딩되면, 보유 볼트(57)는 아치형 스레디드 핑거(55)의 내부 스레드 내로 스레딩된다. 양호하게, 보유 볼트(57)는 아치형 스레디드 핑거(55)를 벌리도록 구성된 테이퍼진 샤프트(59)를 포함함으로써, 헤드 및 스위치 조립체(23)를 배럴에 고정시킨다.
스프링 바이어스 도체(76)는 인쇄 회로 기판(46)과 종단 벽(67) 사이의 보유 볼트(57)의 중앙 캐비티(66) 내에 압착가능하게 보유된다. 스프링 바이어스 도체(76)는 또한 인쇄 회로 기판(46) 상의 비아(64)를 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60)의 중앙 전극(63)에 전기적으로 결합시킨다.
도 5는 플래시라이트(10)의 회로도로서, 본 발명에 따른 전자 회로의 양호한 실시예를 개략적으로 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 플래시라이트(10)는 주 전력 회로(400), 스위치(52), 디바운스(debounce) 회로(500), 마이크로프로세서 제어 회로(600), 전력 제어 회로(700), 충전 접촉부(44, 48) 및 단락 방지 회로(800)를 포함한다. 본 실시예에서, 디바운스 회로(500), 마이크로프로세서 제어 회 로(600), 전력 제어 회로(700) 및 단락 방지 회로(800)는 모두 인쇄 회로 기판(46) 상에 형성된다. 그러나, 다른 구현에서는, 다른 배치가 가능하다.
본 실시예의 주 전력 회로(400)는 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60), 전기 경로(402), 램프(59), 전기 경로(404) 및 전자 전원 스위치(702)를 포함한다.
도 5에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60)은 내장 단락 회로 방지 회로(86)를 포함한다. 내장 단락 회로 방지 회로(86)는 리튬-이온 배터리 팩(60) 내의 리튬-이온 전지(88)와 직렬로 배치된다. 도시된 실시예에서, 단락 회로 방지 회로는 리튬-이온 셀(88)의 음극과 배터리 팩(60)의 음극 사이에 배치된다. 그러나, 내장 단락 회로 방지 회로(86)는 또한 리튬-이온 전지(88)의 양극과 배터리 팩(60)의 양극 사이에 제공될 수 있다.
전기 경로(402)는 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60)의 중앙 전극(63)을 램프(59)의 양극에 접속시킨다. 도 1-4에 도시된 플래시라이트에서, 전기 경로(402)는 다음 소자: 스프링 바이어스 도체(76), 비아(64), 도체 포스트(116), 스프링(114), 스프링 바이어스 도체(112), 및 볼형 조정가능 전구 홀더(104) 내에 배치된 양극 접촉부를 포함한다.
전기 경로(402)는 램프(59)의 음극을 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩의 케이스 전극(61)에 접속시킨다. 더 나아가, 전기 경로(404)는 더욱 상세하게 후술되는 전자 전원 스위치(702)에 의해 주 전력 회로(400)를 완성하고 단절하기 위해 열리고 닫힌다. 도 1-4에 도시된 플래시라이트에서, 전기 경로(404)는 볼형 조정가능 전구 홀더(104) 내에 배치된 음극 접촉부, 볼형 조정가능 전구 홀더(104)의 금 속부(122), 조정가능 볼 하우징(102), 판 스프링 도체(128), 접촉 패드(62), 도전성 트레이스(406), 전자 전원 스위치(702), 도전성 트레이스(408), 배럴(21), 테일 캡(22) 내의 도전성 부재(72) 및 스프링(74)을 포함한다.
전자 전원 스위치(702)가 본 실시예에서 인쇄 회로 기판(46) 상에 위치하지만, 전자 전원 스위치(702)는 또한 플래시라이트(10) 내의 다른 장소에 위치할 수 있다.
전자 전원 스위치(702)는 또한 인쇄 회로 기판(46) 상에 제공되는 도전성 트레이스(406)를 통해 접촉 패드(62)에 전기적으로 결합된다. 전자 전원 스위치(702)는 또한 인쇄 회로 기판(46) 상에서 전자 전원 스위치(702)로부터 인쇄 회로 기판(46)과 배럴(21) 사이의 경계면으로 연장하는 도전 트레이스(408)를 통해 배럴(21)에 전기적으로 결합된다.
전자 전원 스위치(702) 이외에, 전기 경로(402, 404)의 구성 부재는 본 발명의 본 실시양상에 따른 전원 회로(400)의 동작에 중요하지 않고, 특정 플래시라이트 설계를 위한 전원 회로의 전기 경로를 형성하기에 적절할 수 있는 부재들의 임의의 조합이 이용될 수 있다는 것을 알기 바란다.
전자 전원 스위치(702)는 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60)의 케이스 전극(61)과 램프(59) 사이의 전기 경로(404)를 선택적으로 열고 닫는다. 전자 전원 스위치(702)가 닫힐 때, 전류는 주 전력 회로(400)를 통해 흐를 수 있게 된다.
전자 전원 스위치(702)의 열리고 닫히는 것은 본 실시예에서 스위치(52), 마이크로제어기 회로(600) 및 전력 제어 회로(700)에 의해 제어된다.
스위치(52)의 조작은 전자 전원 스위치(702)가 열릴 것인지 닫힐 것인지, 아니면 후술되는 방식으로 반복적으로 열리고 닫힐 것인지 판정하는 신호를 생성한다.
본 실시예에서, 스위치(52)는 순간 스위치이다. 스위치(52)가 눌러질 때, 스위치(52)의 플런저(plunger)(69)는 도체 포스트(116)와의 전기 통신으로 도체(82)의 스냅 돔(84)을 민다. 그 다음, 배터리 팩(60)으로부터의 신호는 접촉 패드(65)를 통해 인쇄 회로 기판(46)에 전송된다. 이 신호가 인쇄 회로 기판(46)에 전송될 때, 전자 전원 스위치(702)는 전기 경로(404)를 열거나 닫으라는 신호를 받음으로써, 이에 따라 플래시라이트(10)가 턴온 또는 턴오프될 수 있게 할 수 있다.
본 분야에 공지된 기계 스위치와 달리, 스위치(52)는 램프(59)에 전류를 도통시키지 않는다. 그 대신에, 스위치(52)는 단지 활성화 또는 비활성화 신호를 제공할 뿐이다. 본 실시예에서, 이 활성화 또는 비활성화 신호는 마이크로제어기 회로(600)에 보내지고, 그 다음에 마이크로제어기 회로(600)는 이에 따라 열고 닫도록 전력 제어 회로(700)를 통해 전자 전원 스위치(702)에 신호한다. 따라서, 본 실시예에서의 주 전력 회로(400)는 사용자에 의한 스위치(52)의 조작에 의해 간접적으로 활성화 또는 비활성화된다.
재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60)에서 램프(59)로의 전류는 전자 전원 스위치(702)를 통과하고 스위치(52)를 통과하지 않기 때문에, 스위치(52)는 매우 낮은 전류 하에서 동작하도록 설계될 수 있다.
도 5에 도시된 예시된 실시예에서, 스위치(52), 디바운스 회로(500), 마이크 로제어기 회로(600), 전력 제어 회로(700) 및 전자 전원 스위치(702)는 모두 전기적으로 통신한다. 스위치(52)가 처음에 눌러질 때, 신호는 디바운스 회로(500)를 통해 마이크로제어기 회로(600)로 보내진다. 마이크로제어기 회로(600)는 이에 응답하여, 전력 제어 회로(700)를 통해 전자 전원 스위치(702)에 신호를 보낸다. 이에 응답하여, 전자 전원 스위치(702)는 선정된 기간동안 제어된 증가 속도로 리튬-이온 배터리 팩(60)으로부터 램프(59)로 전류가 흐를 수 있게 한다. 디바운스 회로(500), 마이크로제어기 회로(600), 전력 제어 회로(700) 및 전자 전원 스위치(702)의 더욱 상세한 설명은 도 6, 7 및 8과 관련하여 아래에 설명된다.
도 6은 본 발명에서 이용될 수 있는 디바운스 회로(500)의 한 실시예의 세부 개략도이다. 디바운스 회로(500)는 스위치(52)에서 마이크로제어기 회로(600)로 보내진 신호의 잡음, 전류 및 전압을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
램프(59)를 턴온 또는 턴오프하기 위한 신호는 플런저(69)가 스냅 돔(84)을 강제로 도체 포스트(116)와 접촉시키게 하는 방식으로 사용자가 스위치(52)를 조작할 때 접촉 패드(65)를 통해 디바운스 회로(500)로 들어간다. 이 조작의 결과로서, 신호는 접촉 패드(65)를 거쳐 디바운스 회로(500)를 통해 보내진다. 디바운스 회로(500)의 출력은 도 7에 도시된 마이크로제어기 회로(600)와 전기적으로 통신하는 출력(507)에 제공된다.
디바운스 회로(500)의 한 실시예에서, 캐패시터(502, 504, 505) 및 저항기(503)는 접촉 패드(65) 및 출력(507)과 병렬로 결합되지만, 저항기(506)는 양호하게 캐패시터(502) 및 저항기(503)의 병렬 브랜치의 하류측에서 접촉 패드(65)와 출력(57) 사이에 직렬로 삽입된다.
본 분야에 숙련된 기술자들은 마이크로제어기 회로(600)에 적합한 신호 레벨을 달성하도록 디바운스 회로(500)를 설계하는 방법을 알 수 있을 것이다. 그러나, 도 6에 도시된 설계에서, 저항기(506)는 10 KΩ의 저항을 가질 수 있고, 저항기(503)는 1 KΩ의 저항을 가질 수 있으며, 캐패시터(502, 504 및 505)는 0.1 μF의 용량을 각각 가질 수 있다는 것을 알았다.
도 7은 마이크로제어기 회로(600)의 개략도이다. 본 실시예에서, 마이크로제어기 회로(600)는 하나의 입력(602) 및 2개의 출력(604, 606)을 갖는 마이크로제어기(601)를 포함한다. 더 나아가, 마이크로제어기(601)의 GND 핀은 접지에 직접 접속되고, 마이크로제어기(601)의 Vcc 핀은 도전성 트레이스(608)를 통해 배터리 팩(60)에 전기적으로 접속되고, 캐패시터(610)를 통하고 도전성 트레이스(612)를 거쳐 접지에 접속된다. 트레이스(608) 상에 제공된 신호는 또한, 비록 필터링이 불필요하더라도, 다이오드에 의해 필터링된 배터리 신호일 수 있다. 그러한 필터링은 실행되는 경우에는, 후술되는 바와 같이 단락 방지 회로(800)에서 실행될 수 있다.
디바운스 회로(500)의 출력(507)으로부터의 신호는 입력 핀(602)을 통해 마이크로제어기(601)로 들어간다. 마이크로제어기(601)는 상이한 사용자 선택가능 기능을 제공하도록 프로그램될 수 있는데, 그 선택은 입력 핀(602) 상에 수신된 입력 신호의 특성에 의해 제어될 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 플래시라이트(10)가 오프 상태이고, 스위치(52)가 눌러져서 해제되면, 마이크로제어기(601)는 플래 시라이트(10)를 턴온할 신호를 출력 핀(606) 상에 제공하도록 프로그램될 수 있다. 마이크로제어기(601)는 또한 플래시라이트(10)가 스위치(52)의 제2 해제까지 계속 스위치(52)의 제2 누름 상태로 있을 수 있도록 프로그램될 수 있다. 다른 기능이 또한 마이크로제어기(601) 내로 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 마이크로제어기(601)는 사용자가 스위치(52)를 누르고 2초동안 지속함으로써 전원 감소 모드를 선택하거나, 또는 스위치(52)를 누르고 4초동안 지속함으로써 스트로브 모드를 선택할 수 있다.
플래시라이트(10)가 오프 상태이면, 마이크로제어기(601)는 입력 핀(602)을 통해 수신된 신호에 응답하여 출력 핀(606)을 통해 밖으로 제어 신호를 보낼 것이다. 출력 핀(606)으로부터의 제어 신호는 전력 제어 회로(700)의 입력(707)에 제공되는데, 이 전력 제어 회로(700)에서, 제어 신호는 전자 전원 스위치(702)가 제어 신호에 응답하여 점차 닫히도록 트레이스(708) 위에서 전자 전원 스위치(702)에 공급되기 전에 원하는 방식으로 변경됨으로써, 램프(59)를 통하는 전류의 초기 쇄도를 제한한다.
마이크로제어기(601) 내로 프로그램된 다른 동작 모드와 관련하여, 대안적인 방식으로 마이크로제어기(601)에 의해 생성된 제어 신호를 변경하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에서, 마이크로제어기(601)는 또한 제2 제어 신호를 전력 제어 회로(700)에 제공하는 제2 출력(604)을 포함한다. 출력 핀(604)으로부터의 제어 신호는 전력 제어 회로(700)의 입력(709)에 제공된다. 출력 핀(604)으로부터의 제어 신호는 전원 스위치(702)가 마이크로제어기(601)의 출력 핀(604) 상에 제공된 제어 신호에 응답하여 상이한 속도로 닫히도록 트레이스(708) 상에서 전자 전원 스위치(702)에 제공되기 전에 전력 제어 회로(700) 내에서 변경된다.
도 7은 도전성 트레이스(708)를 통해 전자 전원 스위치(702)에 결합되는 전력 제어 회로(700)의 개략도이다. 트레이스(708)에서 제공된 상이한 신호 레벨에 응답하여 주 전력 회로(400)를 통해 상이한 레벨의 전류가 흐를 수 있게 하는 전자 전원 스위치(702)가 제공된다. 본 실시예에서, 전자 전원 스위치(702)는 n채널 MOSFET(705)를 포함한다. MOSFET의 게이트는 트레이스(708)에 전기적으로 접속되고, 드레인은 입력(703)을 통해 배터리 팩(60)의 중앙 전극(63)에 접속되며, 소스는 접지(예를 들어, 배터리 팩(60)의 케이스 전극(61))에 접속된다. n채널 MOSFET는 게이트-소스 전압이 대략 0.75 볼트 이하일 때, 그 전달 특성, 즉 드레인 전류가 0이라는 특성(즉, 전자 전원 스위치(702)가 열림)으로 인해 본 발명에서 잘 동작한다.
본 실시예는 n채널 MOSFET(705)를 이용하지만, 본 명세서로부터, 다른 유형의 전자 전원 스위치가 또한 본 발명에서 이용될 수 있다는 것이 본 분야에 숙련된 기술자들에게 명백해질 것이다. 예를 들어, p채널 MOSFET는 전자 전원 스위치(702)가 주 전력 회로(400)의 하이(high)측 상에(즉, 램프(59) 이전에) 제공된 경우에 n채널 MOSFET 대신에 사용될 수 있다. 이와 마찬가지로, JFET 및 DE MOSFET와 같은 다른 전계 효과 트랜지스터, 및 바이폴라 접합 트랜지스터를 포함하는 다른 유형의 트랜지스터가 또한 전자 전원 스위치(702)에 이용될 수 있다.
상술된 바와 같이, 전력 제어 회로(700)는 마이크로제어기(601)의 출력 핀(604, 606)으로부터 수신된 제어 신호를 변경시킨다. 특히, 전력 제어 회로(700)는 이용된 전자 전원 스위치(702)의 전달 특성 및 전자 전원 스위치(702)가 닫혀질 속도에 기초하여 제어 신호들이 시간에 따라 변화하게 제어 신호를 변경시키도록 설계된다. 양호하게, 전원 회로(700)는 제어 신호가 전자 전원 스위치(702)에 도달할 때, 전자 전원 스위치(702)가 즉시 닫히는 것과 받대로 시간에 따라 점차 닫혀지도록, 마이크로제어기(601)로부터 수신된 제어 신호들 중의 최소한 하나를 변경시킨다.
플래시라이트(10)가 오프 상태일 때, 입력(707 및 709)에서의 신호는 둘다 하이 임피던스 신호이므로, 이들은 사실상 전력 제어 회로(700)의 부분은 아니다. 더 나아가, 저항기(703)의 값은 전자 전원 스위치(702)가 열리도록, 플래시라이트(10)가 오프 상태일 때, 저항기(703)가 MOSFET(705)의 게이트 전압을 (저항기(701)를 통해) 0 값으로 끌어당기게 선택된다.
전자 전원 스위치(702)가 닫히는 정도, 따라서 주 전력 회로(400)에서 흐를 수 있게 된 전류량은 또한 MOSFET(705)의 게이트-소스 전압에 대응하는 캐패시터(710) 양단의 전압에 의해 도시된 실시예에서 궁극적으로 제어된다. 제어 신호가 입력(707 또는 709) 상에 제공될 때, 캐패시터(710) 양단의 전압은 제어 신호의 최대 전압이 달성될 때까지 식 Vc = E(1-e-t/τ)에 따라 지수적으로 증가할 것이다. 상기 식에서, E는 입력(707 또는 709)에 인가된 제어 신호의 전압이고, τ는 회로의 시정수이며 식 τ=RC에 의해 결정된다. 더 나아가, 캐패시터가 완전히 충전되 기 전에 대략 5 τ의 기간이 걸리지만, 1τ의 기간 동안에, 캐패시터(710) 양단의 전압은 마이크로제어기(601)로부터 인가된 제어 신호의 전압의 대략 63%에 달할 것이다. 그러므로, 입력(707 및 709)에 대응하는 각 회로 경로마다 R 및 C를 적절하게 선택함으로써, 게이트-소스 전압이 증가하는 속도, 따라서 제어 신호가 마이크로제어기(601)로부터 제공된 후에 신속하게 전자 전원 스위치(702)가 닫히는 방법이 제어될 수 있다.
상술된 바와 같이, 플래시라이트(10)가 처음에 턴온될 때, 제어 신호는 마이크로제어기(601)의 출력 핀(606)으로부터 전력 제어 회로(700)의 입력(707)으로 제공된다. 결과적으로, 입력(707)에서의 신호는 하이 임피던스에서, 예를 들어 즉시 3볼트 신호로 된다. 그러나, 캐패시터(710) 양단의 전압, 따라서 게이트-소스 전압은 위에서 주어진 공식에 따라 3볼트로 지수적으로 증가할 것이다. 상기 방식으로 트레이스(708) 위에서 전자 전원 스위치(702)에 도달하도록 제어 신호의 전압을 점차 증가시킴으로써, 램프(59)로 흐를 수 있게 된 전류는 제어된 속도로 증가될 수 있다. 이번에는, 램프(59)로 보내진 전류량을 제어된 속도로 증가시킴으로써, 램프(59)는 제어된 감소 속도로 자신의 안정 상태 저항을 달성할 수 있게 됨으로써, 플래시라이트가 턴온될 때 배터리 팩(60)으로부터의 통상의 큰 초기 전류 서지로부터 램프(59)를 보호할 수 있다.
양호한 실시예에서, 저항기(701)는 470 KΩ의 저항을 가지고, 저항기(703)는 1 KΩ의 저항을 가지며, 캐패시터(710)는 0.1 μF의 용량을 갖는다. 저항기(701) 및 캐패시터(703)의 이러한 조합은 47 ms(470,000 x 0.000001 = 0.047 초 또는 47 밀리초)의 시정수를 갖는 저역 통과 필터를 형성한다. 이 기간 동안에, 캐패시터(710)는 입력(707) 상에 제공된 제어 신호의 전압의 대략 63%(또는 0.63 * 5 볼트 = 3.15 볼트) 충전될 것이다. 이것은 MOSFET(705)의 게이트-소스 전압이 트랜지스터의 오프 영역에서부터 전류 제한 영역을 통해 선형 영역을 지나는데 대략 47 ms 걸릴 것이라는 것을 의미한다. 이 시간 동안에, 램프(59)의 필라멘트는 전류의 쇄도를 더욱 바람직한 레벨로 제한하면서 가열된다.
상술된 바와 같이, 마이크로제어기(601)의 출력(604) 상에 제공된 제어 신호는 입력(707)에서 제공된 제어 신호에 의해 달성된 것과 다른 속도로 전자 전원 스위치(702)를 닫기 위해 입력(709)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 저항기(704)는 1.0 KΩ으로 설정될 수 있지만, 캐패시터(710)는 여전히 0.1 μF의 용량으로 설정된다. 이 조합은 0.0001 초(0.1 ms)의 시정수를 갖는 저역 통과 필터가 되게 한다. 그러므로, 이러한 구성 하에서, 캐패시터(710)는 0.1 ms 내에 입력(709)에서 제공된 제어 신호의 전압의 대략 63%(또는 본 실시예에서 3.15 볼트) 충전될 것이다.
따라서, 전력 제어 회로(700)의 입력(709) 상에 제공된 제어 신호는 입력(707) 상에 제공된 제어 신호보다 훨씬 더 높은 주파수에서 전자 전원 스위치(702)를 열고 닫기 위해 사용될 수 있다. 이 특징은 전원 감소 모드와 같은 소정의 사용자 선택가능 기능에 바람직할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 적절한 기간동안 스위치(52)를 누름으로써 전원 감소 모드를 선택하면, 마이크로제어기(601)는 상술된 바와 같이 비교적 느리게 램프(59)를 활성화하기 위해 초기 제어 신호를 출력 핀(606)에서 입력(707)으로 보낼 수 있다. 램프(59)가 이미 턴온되었고, 필라멘트가 그 안정 상태 저항이거나 그 저항에 가깝도록 가열된 후에, 마이크로제어기(601)는 도 13에 도시된 것과 같은 구형파(square wave) 펄스 변조 제어 신호를 출력 핀(604)으로부터 전력 제어 회로(700)의 입력(709)으로 보낼 수 있고, 출력(606) 상에서의 제어 신호의 송신을 정지할 수 있다.
0.1 ms의 시정수에 기초하여, 마이크로제어기(601)의 출력 핀(604)으로부터 내보내진 펄스 변조 신호는 대략 5 kHz와 100 Hz 사이의 속도로 변조될 수 있고, 여전히 60 Hz의 가시적인 깜박임 속도보다 훨씬 더 높은 주파수에 있을 수 있다. 더 나아가, 각 펄스 사이의 짧은 주기 시간으로 인해, 램프(59)의 필라멘트는 온, 오프 주기의 높은 주파수에 의해 과도한 스트레스를 초래하도록 주기 사이에 충분히 식지 않을 것이다. 결과적으로, 플래시라이트(10)는 램프(59)가, 예를 들어 절반의 전력에서 동작할 수 있게 하고, 따라서 통상적으로 주어진 기간동안 소모할 수 있는 에너지의 절반을 소모할 수 있게 할 방식으로 동작될 수 있다.
본 실시예의 전력 제어 회로가 전자 전원 스위치(702)에 제공된 제어 신호를 변경하기 위해 RC 회로를 이용하는 것으로 설명되었지만, RL 및 RLC 회로와 같이 시정수를 갖는 다른 유형의 회로가 또한 전력 제어 회로(700)에서 이용될 수 있다. 그 밖에, 선형파, 사인파, 톱니파 또는 삼각파를 생성하는 회로가 또한 전력 제어 회로(700)에 이용될 수 있다. 더 나아가, 전력 제어 회로(700)의 이점은 플래시라이트에서 실현될 수 있는데, 여기에서 전력 제어 회로에 전달된 제어 신호는 마이크로제어기와 반대로 기계 스위치로부터 직접 오거나, 또는 임의의 형태의 DC 전원 이 배터리 팩(60) 대신에 사용된다.
도 10A는 플래시라이트(10)가 처음에 턴온될 때 전력 제어 회로(700)가 램프(59)에 제공할 수 있는 유익한 완충 효과를 그래프로 나타낸 것이다. 이와 대조적으로, 도 10B는 본 발명에 따른 전력 제어 회로(700)가 전자 전원 스위치(702)로의 신호를 제어하지 않고 있을 때 전자 전원 스위치(702)를 통해 흐르는 피크 전류 및 전류의 변화율이 훨씬 더 크다는 것을 그래프로 나타낸 것이다.
도 10A는 3개의 오실로스코프 추적선(1002, 1004, 1006)을 도시한 것이다. 도 10A의 오실로스코프 추적선은 MOSFET(705)로 이루어진 전자 전원 스위치(702)를 구동시키기 위해 도 8과 관련하여 상술된 바와 같은 전력 제어 회로(700)를 갖는 플래시라이트로부터 얻어졌다. 더 나아가, 저항기(701)는 470 KΩ의 값을 갖고, 캐패시터(710)는 0.1 μF의 값을 가졌다. 따라서, 전력 제어 회로의 시정수는 47 ms였다.
도 10B의 오실로스코프 추적선은 플래시라이트가 오프 상태에서 온 상태로 갔을 때에 얻어진 것으로, (1) 플래시라이트의 마이크로제어기(601)로부터의 제어 신호의 전압이 플래시라이트가 처음에 턴온되었을 때 시간에 따라 얼마나 변화했는지, (2) 전력 제어 회로(700)로부터의 신호의 전압, 따라서 MOSFET(705)의 게이트-소스 전압이 마이크로제어기의 제어 신호에 응답하여 얼마나 변화했는지, (3) MOSFET(705)를 통해 이동한 전류, 따라서 플래시라이트의 램프(59)에 공급된 전류가 전력 제어 회로로부터의 신호에 응답하여 얼마나 변화했는지를 각각 반영한다.
도 10A의 x축은 밀리초의 시간을 나타내고, x축과 교차하는 각각의 수직 격 자선들 사이의 거리는 40 밀리초를 나타낸다. 한편, 도 10A의 y축은 신호 또는 곡선이 이에 따라 참조되고 있는 상이한 유닛 또는 값을 나타낸다.
도 10A에서, 추적선(1002)은 플래시라이트(10)가 처음에 턴온되었을 때 마이크로제어기(601)로부터 출력된 제어 신호의 전압의 오실로스코프 추적선이다. 추적선(1002)에 대해 y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 2 볼트를 나타낸다. 그래프에 도시된 바와 같이, 제어 신호(1002)의 전압은 기본적으로 계단파에 대응했다. 따라서, 제어 신호의 전압은 플래시라이트(10)가 턴온되었을 때 0 볼트의 낮은 상태에서 3 볼트의 높은 상태로 갔다.
추적선(1004)은 마이크로제어기(601)로부터 출력된 제어 신호가 입력(707)을 거쳐 전력 제어 회로(700)를 통과한 후의 그 제어 신호의 전압의 오실로스코프 추적선이다. 그러므로, 그것은 MOSFET(705)의 게이트-소스 전압에 대응한다. 신호(1002)에서와 같이, 추적선(1004)에 대해 y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 2 볼트를 나타낸다. 이 변경된 제어 신호의 전압은 상술된 바와 같이 지수 증가 함수를 나타낸다. 전자 전원 스위치(702)에 보내진 신호 전압의 이러한 지수 증가는 전원 스위치(702)를 제어된 속도로 닫았다. 따라서, MOSFET(705) 및 램프(59)를 통해 흐르는 피크 전류 및 전류의 변화율은 감소되었다. 이것은 후술되는 추적선(1006)을 도 10B에 도시된 후술되는 대응하는 추적선(1012)과 비교함으로써 알 수 있다.
도 10A의 추적선(1006)은 추적선(1004)에 의해 도시된 방식으로 제어되고 있는 게이트-소스 전압으로부터 비롯된 MOSFET(705)를 통해 흐르는 전류, 따라서 램 프(59)를 통해 흐르는 전류의 오실로스코프 추적선이다. 추적선(1006)에 대해 y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 2 Amps를 나타낸다. 도 11A는 증가된 시간 척도로 추적선(1006)을 나타낸다. 도 11A는 도 10A에서 사용된 것보다 10배 더 크므로; 도 11A에서의 각각의 수직 격자선들 사이의 간격은 4 밀리초를 나타낸다. 한편, 도 11A에 대해 y축 상의 전류 척도는 도 10A에서의 추적선(1006)의 것과 동일하다.
플래시라이트(10)가 턴온되었을 때 램프(59)를 통해 흐를 수 있게 된 피크 전류는 본 발명의 예에서 3.75 Amps로 판정되었다. 피크 전류는 곡선(1006)에서의 전류 피크의 높이를 그 기준선에 대해 측정함으로써 도 10A 및 11A에 도시된 곡선(1006)으로부터 판정될 수 있다. 그러나, 도 11A가 도 10A에 도시된 것보다 큰 시간 척도로 MOSFET(705)를 통해 흐르는 전류를 도시하기 때문에, 더욱 정확한 피크 전류의 측정은 도 11A로부터 이루어질 수 있다.
도 10B는 3개의 오실로스코프 추적선(1008, 1010, 1012)을 도시한 것이다. 도 10B의 추적선을 얻기 위해 사용된 플래시라이트는 마이크로프로세서(601)로부터의 제어 신호가 MOSFET(705)의 게이트 내로 직접 공급되도록 변경됨으로써 본 발명에 따른 전력 제어 회로를 회피한 점을 제외하면, 도 10A에 도시된 오실로스코프 추적선을 얻기 위해 사용된 플래시라이트와 동일했다. 도 10A에서와 같이, 도 10B에 도시된 오실로스코프 추적선은 플래시라이트가 오프 상태에서 온 상태로 갔을 때에 얻어진 것으로, (1) 플래시라이트가 처음에 턴온되고, 제어 신호가 MOSFET(705)의 게이트 내로 직접 공급됨으로써 전력 제어 회로(700)를 회피했을 때, 플래시라이트의 마이크로제어기(601)로부터의 제어 신호의 전압이 시간에 따라 얼마나 변화했는지, (2) MOSFET(705)의 게이트-소스 전압이 그러한 상황하에서 제어 신호의 전압에 응답하여 얼마나 변화했는지, (3) 전자 전원 스위치를 통해 흐른 전류, 따라서 플래시라이트의 램프에 공급된 전류가 전자 전원 스위치의 게이트에 인가된 전압에 응답하여 얼마나 변화했는지를 각각 반영한다.
도 10B의 x축은 밀리초의 시간을 나타내고, x축과 교차하는 각각의 수직 격자선들 사이의 거리는 40 밀리초를 나타낸다. 그러므로, x축은 도 10A에서 사용된 것과 동일한 척도를 이용한다. 도 10B의 y축은 도 10A의 y축과 같이, 신호 또는 곡선이 이에 따라 참조되고 있는 상이한 유닛 또는 값을 나타낸다.
도 10B에서, 추적선(1008)은 플래시라이트(10)가 처음에 턴온되었을 때 마이크로제어기(601)로부터 출력된 제어 신호의 전압의 오실로스코프 추적선이다. 추적선(1008)에 대해 y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 도 10A에서와 같이 2 볼트를 나타낸다. 그래프에 나타낸 바와 같이, 제어 신호(1008)의 전압은 기본적으로 계단파에 대응한다. 따라서, 제어 신호의 전압은 플래시라이트(10)가 턴온되었을 때 0 볼트의 낮은 상태에서 3 볼트의 높은 상태로 갔다. 그러나, 두드러지게, 제어 신호(1008)의 선행 에지는 약간 둥글게 된다. 이것은 플래시라이트가 턴온된 순간에 비교예의 램프(59)를 통해 발생한 큰 전류 쇄도의 결과이다. 이러한 전류 쇄도는 순간적으로 배터리 팩의 전압을 효과적으로 낮췄다. 제어 신호의 전압의 유사한 급강하는 곡선(1002)에서 관찰된다. 그러나, 곡선(1002)에서, 급강하는 제어 신호의 선행 에지로부터 변위되고, 그렇게 크지 않다. 이것은 램 프(59)를 통해 흐르는 피크 전류가 본 발명에 따른 전력 제어 회로(700)를 이용하는 플래시라이트에서 지연되고 감소되기 때문이다.
추적선(1010)은 MOSFET(705)의 게이트-소스 전압의 오실로스코프 추적선이다. 신호(1008)에서와 같이, y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 2 볼트를 나타낸다. 본 비교예에서, 게이트-소스 전압은 플래시라이트의 전력 제어 회로가 회피되었기 때문에 마이크로제어기에 의해 제공된 제어 신호(1008)의 전압과 동일하다. 마이크로제어기(601)와 전자 전원 스위치(702) 사이에 삽입된 전력 제어 회로(700)가 없는 결과로서, 전원 스위치(702)는 비도통 상태로부터, 전류가 실제로 주 전력 회로(400)를 통해 흐르는 것보다 MOSFET(705)를 통해 상당히 더 많이 흐를 수 있게 할 수 있는 MOSFET(705)의 전달 특성 곡선 상의 한 위치로 순간적으로 구동되었다. 즉, 주 전력 회로(400)를 통해 흐르는 피크 전류 및 전류의 변화율은 플래시라이트를 오프 상태에서 온 상태로 전이시키는 동안에 전원 스위치(702)에 의해 제한되지 않았다. 다음에, 이것은 램프(59)로의 큰 전류 쇄도 및 도 10B의 추적선(1012)에서 관찰된 큰 전류 스파이크를 초래했다.
도 10B의 추적선(1012)은 게이트-소스 전압이 전력 제어 회로에 의해 제어되지 않을 때 시간에 대한, MOSFET(705)를 통해 흐르는 전류, 따라서 램프(59)를 통해 흐르는 전류의 오실로스코프 추적선이다. 추적선(1012)에 대해 y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 2 Amps를 나타낸다. 도 11B는 증가된 시간 척도에서 추적선(1012)을 도시한 것이다. 도 11B에서 사용된 시간 척도는 도 10B에서 사용된 것보다 10배 더 크므로; 도 11B에서의 각각의 수직 격자선들 사이의 간격은 4 밀리초를 나타내고, 도 11B는 도 11A와 동일한 시간 척도로 되어 있다. 한편, 도 11B에 대해 y축 상의 전류 척도는 도 11A에서의 추적선(1006)뿐만 아니라 도 10B에서의 추적선(1012)의 것과 동일하다.
이 비교예에서 MOSFET(75) 및 램프(59)를 통해 흐르는 피크 전류는 대략 7.8 Amps였다. 그러므로, 도 10A 및 11A의 추적선(1006)과 도 10B 및 11B의 추적선(1012)의 비교는 본 발명의 상술된 예에 따른 전력 제어 회로(700)가 전자 전원 스위치(702)가 닫힌 속도를 제어하기 위해 이용되었을 때, 램프(59)에 전달된 피크 전류가 대략 4.05 Amps만큼, 또는 50%보다 약간 더 많이 감소된 것을 보여준다. 곡선(1006 및 1012)의 비교는 또한 곡선(1006)에서의 전류 피크가 곡선(1012)에서의 전류 피크보다 훨씬 더 넓고 완만하다는 것을 보여준다. 이것은 전자 전원 스위치(702)를 통해 흐르는 전류의 변화율이 본 발명에 따른 전력 제어 회로(700)를 이용하는 플래시라이트에서 현저하게 감소될 수 있다는 사실 때문이다.
도 10A 및 11A에 도시된 전류 곡선(1006)은 램프(59)로의 전류가 제어될 수 있는 방법의 한 예일뿐이라는 것을 알 수 있을 것이다. 실제로, 상이한 시정수 또는 특성을 갖는 전력 제어 회로(700), 상이한 전달 특성을 갖는 전자 전원 스위치(702), 또는 상이한 특성을 갖는 램프가 이용되면, 상이한 곡선이 생길 수 있으므로, 달성된 완충 효과의 양을 초래할 수 있다.
도 12의 오실로스코프 추적선은 도 10A를 얻기 위해 사용된 것과 동일한 플래시라이트로부터 얻어졌다. 그러나, 플래시라이트는 도 12의 오실로스코프 추적선(1002, 1004 및 1006)이 기록될 때 스트로브 모드에서 동작되고 있었다. 스트로 브 모드는 대략 4초동안 스위치(52)를 아래로 유지함으로써 선택되었고, 따라서 마이크로프로세서(601)에 스트로브 모드를 위한 활성화 신호를 제공했다.
도 10A에서와 같이, 도 12의 추적선(1002, 1004 및 1006)은 마이크로프로세서(601)의 출력 핀(606)으로부터의 제어 신호의 전압, 전력 제어 회로(700)에 의해 생성된 변경된 제어 신호의 전압 및 MOSFET(705)를 통하는 전류에 각각 대응한다. 각각의 곡선(1002, 1004 및 1006)의 y축 척도는 도 10A의 대응하는 곡선의 y축 척도에 대응한다. 그러나, 도 12에서의 x축 척도는 도 10A에서 사용된 척도의 10분의 1이므로; 도 12에서의 각각의 수직 격자선들 사이의 간격은 400 밀리초에 대응한다. 감소된 척도는 일련의 스트로브 주기가 관찰될 수 있도록 사용되었다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제어 신호(1002)의 전압은 스트로브 모드 동작 동안에 구형파에 따라 변조되었다. 구형파의 각 주기는 대략 1.6초였다. 주기의 절반 동안에, 제어 신호의 전압은 대략 3.6 볼트인 반면에, 주기의 다른 절반 동안에 제어 신호의 전압은 0 볼트였다. 각 주기 사이의 800 밀리초는 램프(59)의 필라멘트가 식는데 필요한 시간보다 훨씬 컸고, 또한 초기에 전원이 공급되었을 때 단락 회로처럼 동작한다.
추적선(1004)은 마이크로제어기(601)로부터 출력된 제어 신호가 입력(707)을 통해 전력 제어 회로(700)를 통과한 후의 그 제어 신호의 전압, 따라서 MOSFET(705)의 게이트-소스 전압에 대응하는 전압의 오실로스코프 추적선이다. 이 변경된 제어 신호의 전압은 각 펄스의 선행 에지에서 지수 증가 함수를 나타내고, 각 펄스의 후미 에지에서 지수 감소 함수를 나타낸다. 지수 증가 함수는 저항 기(701) 및 캐패시터(710) 조합에 의해 형성된 RC 회로의 47 ms 시정수 때문이다. 또한, 지수 감소 함소는 저항기(703)가 1 KΩ뿐이므로 대략 47 ms의 시정수를 가질 것이다.
전자 전원 스위치(702)에 제공된 신호(1004)의 전압이 도 10A의 신호(1004)가 증가한 것과 동일한 방식으로 각 펄스의 선행 에지에서 지수적으로 증가했기 때문에, 전원 스위치(702)는 도 10A와 관련하여 상술된 것과 동일한 제어 속도로 닫혔다. 실제로, 도 12의 시간 척도가 도 10A 또는 11A에서 사용된 시간 척도로 증가되었더라면, 도 12의 추적선(1006)에서 도시된 각 전류 펄스의 선행 에지는 그들 도면의 추적선(1006)에서의 전류 펄스의 선행 에지와 동일하게 보였을 것이다. 그러므로, MOSFET(705) 및 램프(59)를 통해 흐르는 피크 전류 및 전류의 변화율은 스트로브 모드 동안에 램프에 전원이 공급될 때마다 감소되었으므로, 한 주기 동안에 램프에 전원이 공급될 때마다 램프(59)의 필라멘트에 가해진 스트레스를 감소시켰다. 이것은 각 주기의 "오프" 부분 동안에 다시 필라멘트를 단락 회로처럼 동작하게 한 온도로 필라멘트가 냉각된 경우에도 그러했다.
램프의 필라멘트 상에 가해진 스트레스가 본 발명에 따른 전력 제어 회로를 갖는 플래시라이트에서 램프에 전원이 공급될 때마다 감소되기 때문에, 램프는 연장된 예상 수명을 가질 것이다. 이것은 램프의 각 펄싱으로 램프 필라멘트 상에 가해진 스트레스가 빠르게 쌓이는 스트로브 모드에서 플래시라이트가 동작될 때 특히 유익하다.
전류는 제어 신호(1002)가 하이 상태에서 로우 상태로 전환된 후에도 램 프(59)를 통해 계속 흐른다는 것을 도 12로부터 알 수 있다. 이것은 추적선(1004)의 각 펄스의 후미 에지가 지수 감소 함수를 나타내기 때문이다. 그러므로, 전자 전원 스위치(702)는 변경된 제어 신호의 전압이 MOSFET(705)를 도통시킬 수 있게 하기에 충분한 레벨 이하로 강하될 때까지 전류를 계속 도통시킬 것이다. 전원 회로(700)의 감소 경로의 시정수가 본 예에서 대략 47 ms이기 때문에, MOSFET(705)는 제어 신호(1002)가 하이 상태에서 로우 상태로 간 각각의 시간후 대략 40 내지 50 ms동안 전류를 계속 도통시켰다.
도 13은 전력 감소 모드에서의 도시된 실시예의 플래시라이트(10)의 동작을 도시한 것이다. 전력 감소 모드는 스위치(52)를 약 2초동안 아래로 유지함으로써 선택되었다. 도 13은 3개의 오실로스코프 추적선(1014, 1016, 1018)을 도시한 것이다. 도 13의 오실로스코프 추적선은 MOSFET(705)로 이루어진 전자 전원 스위치(702)를 구동시키기 위해 도 8과 관련하여 상술된 바와 같은 전력 제어 회로(700)를 갖는 플래시라이트로부터 얻어졌다. 저항기(701)는 470 KΩ의 값을 가졌고, 저항기(703 및 704)는 1 KΩ의 값을을 가졌으며, 캐패시터(710)는 0.1 μF의 값을 가졌다. 그러므로, 전력 제어 회로(700)의 입력(707)에 대응하는 시정수는 47 ms인 반면에, 입력(709)에 대한 시정수는 0.1 ms였다.
도 13의 오실로스코프 추적선은 플래시라이트가 통상의 "온" 상태에서 전력 감소 모드로 전환된 시간에 얻었으며, (1) 플래시라이트가 전력 감소 모드에서 동작될 때 도 1에 도시된 플래시라이트의 마이크로제어기(601)로부터의 제어 신호의 전압이 시간이 지남에 따라 얼마나 변화할 수 있는지, (2) 전력 제어 회로(700)로 부터의 신호의 전압, 따라서 MOSFET(705)의 게이트-소스 전압이 마이크로제어기의 제어 신호에 응답하여 얼마나 변화했는지, (3) MOSFET(705)를 통해 이동한 전류, 따라서 플래시라이트의 램프(59)에 공급된 전류가 전력 제어 회로로부터의 신호에 응답하여 얼마나 변화했는지를 각각 반영한다.
도 13의 x축은 밀리초의 시간을 나타내고, x축과 교차하는 각각의 수직 격자선들 사이의 거리는 40 밀리초를 나타낸다. 그러나, 도 13의 y축은 신호 또는 곡선이 이에 따라 참조되고 있는 상이한 유닛 또는 값을 나타낸다.
추적선(1014)은 플래시라이트(10)가 통상의 "온" 모드에서 전력 감소 모드로 전이되었을 때 마이크로제어기(601)의 출력 핀(604)으로부터 출력된 제어 신호의 전압의 오실로스코프 추적선이다. 플래시라이트는 상술된 바와 같이 비교적 느리게 램프(59)를 활성화시키기 위해 출력 핀(606)으로부터 전력 제어 회로(700)의 입력(707)으로 제어 신호를 보냄으로써 처음에 턴온되었다. 그러나, 램프가 일단 정상 상태에 도달했으면, 마이크로제어기는 출력 핀(606) 상에 제어 신호를 출력하는 것을 멈추고, 출력 핀(604)으로부터 전력 제어 회로(700)의 입력(709)으로 제어 신호를 출력하기 시작했다. 도 13의 오실로스코프 추적선에서 반영된 기간은 이 전이가 발생한 후이다.
추적선(1014)에 대해 y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 2 볼트를 나타낸다. 그러므로, 도 13으로부터 알 수 있는 바와 같이, 전력 감소 모드로 전이하기 이전에, 제어 신호(1014)의 전압은 대략 3 볼트의 안정 상태였다. 플래시라이트가 전력 감소 모드로 전이한 후에, 제어 신호(1014)의 전압은 구형파에 대 응한다. 구형파의 각 주기는 대략 8 밀리초였다. 주기의 절반 동안에, 제어 신호의 전압은 대략 3.6 볼트인 반면에, 주기의 다른 절반 동안에, 제어 신호의 전압은 0 볼트였다.
추적선(1016)은 입력(709)을 거쳐 전력 제어 회로(700)를 통과한 후의 제어 신호의 전압의 오실로스코프 추적선이다. 추적선(1016)은 또한 MOSFET(705)의 게이트-소스 전압에 대응한다.
신호(1014)에서와 같이, 추적선(1016)에 대해 y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 2 볼트를 나타낸다. 제어 신호(1014)가 0.1 ms의 매우 작은 시정수를 갖는 전력 제어 회로(700)의 일부를 통과했기 때문에, 곡선(1018)에 의해 도시된 변경된 제어 신호의 전압은 제어 신호의 전압에 매우 가깝게 따라간다.
도 13의 추적선(1018)은 추적선(1016)에 의해 도시된 방식으로 제어되고 있는 게이트-소스 전압으로부터 비롯된 MOSFET(705)를 통해 흐르는 전류, 따라서 램프(59)를 통해 흐르는 전류의 오실로스코프 추적선이다. 추적선(1016)에 대해 y축과 교차하는 각각의 격자선들 사이의 간격은 2 Amps를 나타낸다.
곡선(1018)으로부터, 각 주기의 "온" 부분 동안에, 전류 스파이크가 조금도 관측되지 않는다는 것을 알게 된다. 오히려, MOSFET(705) 및 램프(59)를 통하는 전류는 신호(1016)가 하이 상태로 갈 때마다 대략 1 Amp의 안정 상태 레벨로 되돌아간다. 이것은 각 주기에서 약 4 ms에만 필라멘트에 전력이 공급되지 않기 때문이다. 이것은 램프(59)의 필라멘트가 다시 단락 회로처럼 동작하는 시점으로 식기에 불충분하다. 램프가 대략 125 Hz의 속도로 구동되기 때문에, 램프(59)가 조광 기(dimmer)처럼 보일지라도, 사람 관측자는 램프(59)에서 어떤 깜박임도 인식하지 못할 것이다.
램프(59)는 그 정상 안정 상태 전력의 절반에서 동작되고 있기 때문에 조광기처럼 보일 것이다. 전력 감소 모드 동안의 플래시라이트의 피크 전력은 플래시라이트가 정상 모드에서 동작될 때와 동일하다. 그러나, 전력 감소 모드 동안에 각 주기의 절반 동안만 램프에 전력이 공급되기 때문에, 그 평균 전력은 그 피크 전력의 절반이 될 것이다. 더 나아가, 램프는 정상 동작 동안에 소모하는 에너지의 절반만을 소모할 것이다.
그 중에서도 특히, 추적선(1016)에서의 각 펄스의 후미 에지는 도 12에서의 펄스(1004)로 알 수 있는 바와 같이 47 ms의 시정수에 대응하는 지수 감소 함수를 나타내지 않는다. 이것은 플래시라이트가 전력 감소 모드에서 동작될 때 캐패시터(710)가 저항기(703)를 통해 소모되지 않기 때문이다. 그 대신에, 플래시라이트가 전력 감소 모드에서 동작될 때, 접지로의 다른 경로가 마이크로제어기(601)를 통해 제공되므로, 입력(709)에 대한 감소 함수의 시정수를 약 0.1 ms에서 유지한다. 이 대안적인 접지로의 경로는 본 예에서 사용된 저항값에 기초하여 저항기(701, 703)를 통하는 감소 경로의 제한치 부근이고, 램프(59)가 도시된 예에서 실제로 구동된 125 Hz의 훨씬 아래인 대략 10 Hz보다 큰 속도로 램프(59)를 구동시키는 것이 바람직한 경우에 필요하다.
본 발명의 다른 별개의 실시양상은 노출된 충전 접촉부를 위한 개선된 단락 방지 회로를 제공하는 것에 관련된다.
도 1 및 도 5로부터 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 충전 접촉부(44 및 48)는 플래시라이트(10)의 재충전 유닛과 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60) 사이의 경계면으로서 사용된다. 여기에 도시되지는 않았지만, 재충전 유닛의 받침대는 충전이 발생하는 동안에 외부 충전 접촉부(44 및 48)와 전기적 접촉을 하고 플래시라이트(10)를 적소에 유지하는 방식으로 만들어져야 된다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 충전 접촉부(44 및 48)가 플래시라이트(10)의 전체 외부 원주 주위에 뻗어있기 때문에, 단순한 받침대 디자인을 갖는 재충전 유닛이 사용될 수 있다. 예를 들어, 플래시라이트(10)가 그 세로 축에 대해 임의의 방사상 방향으로 재충전 유닛 내로 배치될 수 있게 하고 재충전 유닛의 충전 접촉부와 여전히 전기적 접촉을 할 수 있게 하는 받침대 디자인이 사용될 수 있다. 그러므로, 플래시라이트(10)는 숨겨진 플러그 또는 탭이 재충전 유닛의 충전 접촉부와 접촉하기 위해 플래시라이트 내로 삽입될 수 있도록 충전 유닛 내로 눌러질 필요가 없다.
그러나, 충전 접촉부(44 및 46)가 외부에 노출되기 때문에, 동작 중에 사용자 손의 금속 물체에 의해 단락될 가능성이 있다. 그러한 상황에서 리튬-이온 배터리 팩(60) 내에 제공된 단락 회로 방지 회로(86)의 작동을 방지하기 위해, 단락 방지 회로(800)는 양호하게 충전 접촉부(44, 48)의 최소한 하나와 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩(60) 사이에 전기적으로 삽입된다.
도 5에 도시된 실시예에서, 충전 접촉부(44)는 단락 방지 회로(800)에 전기적으로 접속되고, 단락 방지 회로(800)는 이번에 도체(821) 및 비아(64)를 통해 배터리 팩(60)의 중앙 전극(63) 및 전기 경로(402)에 접속된다. 충전 접촉부(48)는 또한 단락 방지 회로(800)에 결합된다. 또한, 그것은 배럴(21), 도전성 부재(72) 및 스프링(74)을 통해 배터리 팩(60)의 케이스 전극(61)에 접속된다.
본 실시예에서, 단락 방지 회로(800)는 인쇄 회로 기판(46) 상에 위치하지만, 단락 방지 회로(800)는 물리적으로 플래시라이트(10) 내의 임의의 적합한 위치에 있을 수 있다.
단락 방지 회로(800)는 충전 접촉부(44 및 48) 사이에서 단락이 검출되면 충전 접촉부(44, 48)의 최소한 하나와 배터리 팩(60) 사이에 오픈 회로를 생성하는 동작을 한다. 그러므로, 플래시라이트(10)는 충전 접촉부(44, 48) 양단의 부주의한 단락이 플래시라이트의 동작 중에 배터리 팩(60)에서 램프(59)로의 전류의 흐름을 차단할 것이라는 두려움없이 안전하게 동작될 수 있다.
단락 방지 회로(800)의 한 실시예의 상세한 설명은 도 9A 및 9B와 관련하여 아래에 설명된다.
도 9A에 도시된 단락 방지 회로(800)는 기본적으로, 외부 충전 접촉부(44)와 배터리 팩(60) 사이의 자동 스위치로서 동작한다.
회로(800)는 비교 장치(812)에 의해 제어되는 스위치(816)를 포함한다. 본 실시예에서, 스위치(816)는 충전 접촉부(44)와 배터리 팩(60)의 양극(63) 사이의 전기 경로에 삽입된다. 특히, 도체(820 및 823)는 스위치(816)의 한 쪽을 충전 접촉부(44)에 접속시키고, 도체(821 및 824)는 스위치(816)의 다른 쪽을 배터리 팩(60)의 중앙 전극에 접속시킨다.
본 실시예에서의 스위치(816)는 p채널 MOSFET이지만, 다른 전자 스위칭 장치 가 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 바이폴라 접합 트랜지스터, 및 JFET 및 DE MOSFET와 같은 다른 전계 효과 트랜지스터를 포함하는 다른 유형의 트랜지스터가 스위치(816)에 사용될 수 있다.
본 실시예에서의 비교 장치(812)는 전압 비교기를 포함한다. 그러나, op 앰프, 마이크로프로세서, 또는 주문형 반도체(ASIC)가 또한 비교 장치(812)에 이용될 수 있다.
비교 장치(812)용 전원 공급 회로의 한 예는 도 9B에 도시된다. 도 9B에 도시된 바와 같이, 비교 장치(812)의 Vcc 핀은 배터리 팩(60)의 양극 단자에 접속되고, 비교 장치(812)의 GND 핀은 접지에 접속된다. 불필요하더라도, Vcc 핀은 양호하게 배터리로부터의 신호에 기본 필터링을 제공하기 위해 쇼트키 다이오드(830)를 통해 배터리 팩(60)의 양극 단자에 접속된다. 양호하게 0.1 μF의 캐패시터(832)는 비교 장치의 Vcc 및 GND 핀과 병렬로 제공된다. 쇼트키 다이오드(830)에 의해 필터링된 배터리 신호는 마이크로제어기에 전력을 공급하기 위해 트레이스(608)를 통해 마이크로제어기(601)의 Vcc 핀에 제공될 수 있다.
비교 장치(812)는 입력(802) 상에 제공된 신호의 전압을 입력(804) 상에 제공된 신호의 전압과 비교한다. 행해진 비교 및 비교 장치의 전달 특성에 기초하여, 출력 신호는 스위치(816)를 제어하기 위해 출력(817) 상에 제공된다. 그러나, 스위치(816)가 도시된 실시예에서 p채널 MOSFET이기 때문에, 음의 게이트-소스 전압이 요구되어, 스위치(816)가 전류를 도통시킬 수 있게 한다.
본 실시예에서, 입력(804) 상의 신호 전압이 입력(802) 상의 전압보다 크면, 비교 장치(812)는 도체(824) 상에서 배터리 팩(60)에 의해 생성된 전압과 거의 동일하거나 그보다 큰 출력(817) 상의 양의 전압을 갖는 신호를 생성할 것이다. 결과적으로, 스위치(816)를 구성하는 MOSFET는 디스에이블되고, 충전 접촉부(44)와 배터리 전극(60)의 중앙 전극(63) 사이의 회로 경로는 열릴 것이다. 한편, 입력(802) 상의 신호 전압이 입력(804) 상의 신호 전압보다 크거나 그와 동일하면, 비교 장치(812)는 출력(817) 상에 신호 없음(또는 0 볼트 신호)을 출력할 것이다. 스위치(816)는 MOSFET의 게이트-소스 전압이 음으로 될 것이기 때문에 이들 상황 하에서 배터리 팩(60)의 중앙 도체(63)와 충전 접촉부(44) 사이에 전류를 도통시킬 수 있게 될 것이다.
도 9A에 도시된 실시예에서, 입력(802) 상의 신호 전압은 충전 접촉부(44)와 배터리 팩(60)의 케이스 전극 또는 접지 사이에 제공된 저항기(811) 양단의 전압 강하에 대응할 것이다. 배터리 팩(60)의 완전한 충전이 달성될 수 있다는 것을 보증하기 위해, 저항기(811)는 충전 과정 동안에 큰 전압 강하가 저항기(810)보다 저항기(811) 양단에서 발생하도록 저항기(810)보다 약간 큰 저항을 갖도록 양호하게 선택된다. 양호하게, 저항기(811)는 저항기(810, 811)의 결합된 총 저항의 50%보다 크고 약 60%보다 작거나 같은 저항을 갖는다.
입력(804) 상에 제공된 신호 전압은 캐패시터(815) 상에 저장된 전압에 대응할 것이고, 이번에 캐패시터(815) 상에 저장된 전압은 전기 경로(819) 내의 저항기(813 및 814)의 각 저항에 따라 다를 것이다. 특히, 캐패시터(815)는 저항기(814)와 병렬로 제공되기 때문에, 캐패시터(815) 상에 저장된 전압은 저항 기(814) 양단의 전압 강하와 같을 것이다. 양호하게, 저항기(813 및 814)는 다음의 평형 캐패시터(815)가 배터리 팩(60)의 전압의 대략 절반에 대응하는 전하를 가질 수 있도록 동일한 값을 갖게 선택된다.
예시적으로, 저항기(810, 813 및 814)는 100 KΩ의 저항을 각각 가질 수 있고, 저항기(811)는 120 KΩ의 저항을 가질 수 있다. 캐패시터(815)는 0.1 μF의 용량을 가질 수 있다. 이들 값에 따라, 입력(804) 상의 신호 전압은 일단 캐패시터(816)가 충전되어 회로 내에서 평형이 달성되면 배터리 팩(60)의 전압의 대략 절반을 포함할 것이다. 한편, 저항기(811) 양단의 전압 강하, 따라서 입력(802) 상의 신호 전압은 충전 접촉부(44)와 접지 사이의 전압 강하의 대략 55%를 포함할 것이다.
플래시라이트(10)가 그 충전 유닛 내로 배치될 때, 외부 충전 접촉부(44, 48)는 에너지가 배터리 팩으로 흐를 수 있도록 충전 유닛의 대응하는 충전 접촉부와 접촉하게 될 것이다. 단락 방지 회로(800)의 상기 배열에 기초하여, 충전 접촉부 상의 전압이 배터리 팩(60)의 전압보다 크거나 같기만 하면, 플래시라이트(10)는 충전 모드에 있는 것으로 판정되고, 스위치(811)는 전류를 통과시킬 수 있게 될 것이다. 이것은 저항기(811) 양단의 전압 강하가 그러한 상황에서 캐패시터(815) 상에 저장된 전압보다 커질 것이기 때문이다. 결과적으로, 본 실시예에서 전압 비교기인 비교 장치(812)는 스위치(816)에 닫히라고 신호함으로써, 에너지가 라인(820, 823, 824 및 821)을 따라 충전 접촉부(44)에서 배터리 팩(60)으로 흐를 수 있게 하고, 배터리 팩(60)의 재충전이 발생할 수 있게 할 것이다.
더 나아가, 본 실시예에서의 스위치(816)는 일단 플래시라이트가 충전 받침대로부터 제거되면 열린 상태로 있을 것이다. 이것은 스위치(816)가 열려 있는 한은 충전 접촉부(44)가 중앙 전극(63)과 동일한 전위로 될 것이고, 따라서 입력(802) 상의 신호 전압은 입력(804) 상의 신호 전압보다 큰 상태로 있을 것이기 때문이다.
그러나, 충전 접촉부(44 및 48)가 함께 단락되면, 충전 접촉부(44)와 접지 사이의 전압은 저항기(811) 양단의 전압 강하와 마찬가지로, 빠르게 0 볼트로 강하할 것이다. 이에 응답하여, 비교 장치(812)는 충전 접촉부(44)가 배터리보다 낮은 전압에 있고, 큰 양의 전압을 갖는 신호를 출력(817)을 통해 스위치(816)에 보냄으로써 스위치(816)를 연다는 것을 검출할 것이다. 비교 장치(812)는 내부 단락 방지 회로(86)가 단락을 검출하여 소거할 수 있는 것보다 훨씬 더 빠르게, 검출된 단락에 응답하여 스위치(816)를 디스에이블시킬 것이다. 내부 단락 회로 방지 회로(86)가 그러한 상황에서 트리거되지 않기 때문에, 배터리 팩(60)은 내장 단락 회로 방지 회로(86)에 의해 중단없이 램프(59)에 에너지를 계속 공급할 수 있다.
단락 방지 회로(800)의 본 실시예에서, 일단 단락이 충전 접촉부(44 및 48) 사이에서 검출되면, 스위치(816)는 단락이 제거되고, 충전 접촉부(44)와 접지 사이의 전압 강하가 배터리 팩(60)의 전압과 거의 같거나 그보다 클 때까지 다시 열리지 않을 것이다. 즉, 스위치(816)는 플래시라이트(10)가 자신의 대응하는 충전 유닛 내에 배치될 때까지 다시 열리지 않을 것이다.
플래시라이트 이외에, 단락 방지 회로(800)는 또한 충전 접촉부가 노출되는 다른 재충전가능 장치에서 유익하게 사용될 수 있다. 더 나아가, 단락 방지 회로(800)는 휴대용 전자 장치의 전원이 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩일 때 특히 유용하지만, 단락 방지 회로(800)는 또한 다른 재충전가능 DC 전원에 의해 전력이 공급된 재충전가능 장치에서 유리하게 사용될 수 있다.
개선된 플래시라이트 및 그 각각의 컴포넌트의 여러 실시예가 상기 명세서에서 제시되었지만, 여러가지 변형, 변경, 대안적인 실시예 및 대안적인 재료가 본 분야에 숙련된 기술자들에 의해 고려될 수 있으며, 본 발명의 여러 실시양상을 달성하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 여기에서 설명된 전력 제어 회로 및 단락 방지 회로는 플래시라이트 내에서 함께 이용될 수 있거나, 또는 따로따로 이용될 수 있다. 더 나아가, 단락 방지 회로는 플래시라이트와 다른 재충전가능 전자 장치에서 사용될 수 있다. 그러므로, 이 설명은 단지 예시적인 것일 뿐이고, 아래에 청구된 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니라는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다.

Claims (49)

  1. 재충전가능 전자 장치에 있어서,
    DC 전원 및 전력 소비 부하를 포함하는 주 전력 회로(main power circuit);
    제1 전기 경로를 통해 상기 전원의 제1 전극에 전기적으로 결합된 제1 충전 접촉부;
    제2 전기 경로를 통해 상기 전원의 제2 전극에 전기적으로 결합된 제2 충전 접촉부; 및
    상기 제1 충전 접촉부 및 상기 제2 충전 접촉부가 함께 단락되면 상기 주 전력 회로 내부가 아닌 위치에서 상기 제1 전기 경로를 열도록 구성된 단락 방지 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단락 방지 회로는 상기 주 전력 회로 내부가 아닌 위치에서 상기 제1 충전 접촉부와 상기 제1 전극 사이의 상기 제1 전기 경로 내에 삽입된 스위치를 포함하고, 상기 단락 방지 회로는 상기 제1 및 제2 충전 접촉부가 함께 단락되면 상기 스위치를 열도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단락 방지 회로는 비교 장치를 포함하고, 상기 비교 장치는 제1 입력 신호의 전압을 제2 입력 신호의 전압과 비교하고, 상기 비교에 기초하여 상기 스위치를 열거나 닫는 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 신호의 전압은 상기 제1 충전 접촉부와 접지 사이의 전압 강하에 비례하고, 상기 제2 신호의 전압은 상기 전원의 전압에 비례하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비교 장치는 상기 제2 신호의 전압이 상기 제1 신호의 전압보다 크거나 같을 때 상기 스위치에게 열리라고 신호하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 신호의 전압은 상기 제1 충전 접촉부와 접지 사이의 전압 강하의 50%보다 크고 약 60%보다 작거나 같으며, 상기 제2 신호의 전압은 상기 전원의 전압의 약 50%인 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 스위치는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 스위치는 p채널 MOSFET인 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 비교 장치는 전압 비교기인 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  10. 제3항에 있어서, 상기 비교 장치는 ASIC인 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 비교 장치는 프로세서인 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 장치는 플래시라이트(flashlight)인 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 DC 전원은 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 전자 장치.
  14. 재충전가능 플래시라이트에 있어서,
    전원;
    주 전력 회로를 통해 상기 전원에 전기적으로 결합된 램프;
    제1 전기 경로를 통해 상기 전원의 제1 전극에 전기적으로 결합된 제1 충전 접촉부;
    제2 전기 경로를 통해 상기 전원의 제2 전극에 전기적으로 결합된 제2 충전 접촉부; 및
    상기 주 전력 회로 내부가 아닌 위치에서 상기 제1 전기 경로에 삽입된 스위치를 제어하는 논리 회로
    를 포함하는데, 상기 논리 회로는 상기 제1 및 제2 충전 접촉부가 함께 단락되면 상기 스위치에게 열리라고 신호하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  15. 제14항에 있어서, 배럴(barrel)을 더 포함하는데, 상기 배럴은 상기 전원을 포함하고, 상기 제2 충전 접촉부는 상기 배럴의 최소한 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  16. 제14항에 있어서, 상기 논리 회로는 비교 장치를 포함하고, 상기 비교 장치는 제1 입력 신호의 전압을 제2 입력 신호의 전압과 비교하고, 상기 비교에 기초하여 상기 스위치를 열거나 닫는 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 신호의 전압은 상기 제1 충전 접촉부와 접지 사이의 전압 강하에 비례하고, 상기 제2 신호의 전압은 상기 전원의 전압에 비례하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  18. 제17항에 있어서, 상기 비교 장치는 상기 제1 신호의 전압이 상기 제2 신호의 전압보다 작거나 같을 때 상기 스위치에게 열리라고 신호하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 신호의 전압은 상기 제1 충전 접촉부와 접지 사이의 전압 강하의 50%보다 크고 약 60%보다 작거나 같으며, 상기 제2 신호의 전압은 상기 전원의 전압의 약 50%인 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  20. 제14항에 있어서, 상기 스위치는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  21. 제14항에 있어서, 상기 스위치는 p채널 MOSFET인 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  22. 제16항에 있어서, 상기 비교 장치는 전압 비교기, op 앰프(amp), ASIC 및 프로세서로 이루어진 그룹에서 선택된 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  23. 제14항에 있어서, 상기 전원은 재충전가능 리튬-이온 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 플래시라이트.
  24. 휴대용 조명 장치에 있어서,
    전원, 광원 및 전자 전원 스위치를 포함하는 주 전력 회로; 및
    상기 전자 전원 스위치에 전기적으로 결합되고, 제어 신호에 응답하여 상기 전원 스위치를 통해 흐르는 전류를 조절하도록 적응된 전력 제어 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 전력 제어 회로는 상기 주 전력 회로가 안정 상태에 도달하기 이전에 상기 주 전력 회로를 통해 흐르는 피크 전류를 제한하기 위해 상기 휴대용 조명 장치가 턴온될 때 상기 전자 전원 스위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  26. 제25항에 있어서, 마이크로프로세서, 및 상기 전원과 상기 마이크로프로세서 사이의 전기 경로를 열고 닫는 기계 스위치를 더 포함하고, 상기 마이크로프로세서의 출력은 상기 전력 제어 회로에 결합되고, 상기 마이크로프로세서는 상기 기계 스위치로부터 수신된 활성화 신호에 응답하여 상기 전력 제어 회로에 제어 신호를 제공하며, 상기 전력 제어 회로는 상기 제어 신호를 변경하고, 상기 변경된 제어 신호를 상기 전자 전원 스위치에 인가하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제어 신호의 전압은 상기 휴대용 조명 장치가 턴온될 때 사실상 계단 함수에 따라 변화하고, 상기 변경된 제어 신호는 시간이 지남에 따라 증가하는 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 변경된 제어 신호의 전압은 시간에 지남에 따라 지수적으로 증가하는 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  29. 제26항에 있어서, 상기 전자 전원 스위치는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  30. 제27항에 있어서, 상기 전자 전원 스위치는 n채널 MOSFET이고, 상기 전력 제어 회로는 상기 변경된 제어 신호를 상기 MOSFET의 게이트에 인가하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  31. 제24항에 있어서, 상기 광원은 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  32. 제34항에 있어서, 상기 휴대용 조명 장치는 플래시라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 조명 장치.
  33. 플래시라이트에 있어서,
    전원, 램프 및 전자 전원 스위치를 포함하는 주 전력 회로; 및
    상기 전자 전원 스위치에 전기적으로 결합되고, 상기 플래시라이트가 온인 동안에 상기 전자 전원 스위치에 신호를 제공하도록 적응된 전력 제어 회로
    를 포함하는데,
    상기 전자 전원 스위치가 상기 주 전력 회로에서 도통시킬 수 있는 전류량은 상기 전자 전원 스위치에 인가된 신호의 전압에 의존하고;
    상기 전력 제어 회로는 상기 플래시라이트가 턴온될 때 선정된 기간동안 상기 전원 스위치를 통해 흐를 수 있는 전류량을 증가시키는 방식으로 상기 신호의 전압을 변화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  34. 제33항에 있어서, 상기 선정된 기간은 10 밀리초보다 큰 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  35. 제33항에 있어서, 상기 선정된 기간은 40 밀리초보다 큰 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  36. 제33항에 있어서, 상기 선정된 기간은 상기 플래시라이트가 턴온된 후에 상기 주 전력 회로가 안정 상태에 도달하는데 필요한 시간보다 큰 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  37. 제33항에 있어서, 상기 전력 제어 회로는 지수 함수에 따라 신호의 전압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  38. 제37항에 있어서, 상기 신호의 전압은 지수적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  39. 제33항에 있어서, 상기 전자 전원 스위치는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  40. 제39항에 있어서, 상기 전자 전원 스위치는 전계 효과 트랜지스터를 포함하고, 상기 신호는 상기 트랜지스터의 게이트에 인가되는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  41. 제40항에 있어서, 상기 전자 전원 스위치는 MOSFET인 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  42. 제33항에 있어서, 상기 램프는 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  43. 제33항에 있어서, 마이크로프로세서, 및 상기 전원과 상기 마이크로프로세서 사이의 전기 경로를 열고 닫는 기계 스위치를 더 포함하고, 상기 마이크로프로세서의 출력은 상기 전력 제어 회로에 결합되고, 상기 마이크로프로세서는 상기 기계 스위치로부터 수신된 활성화 신호에 응답하여 상기 전력 제어 회로에 제어 신호를 제공하며, 상기 전력 제어 회로는 상기 전자 전원 스위치에 인가된 신호를 생성하기 위해 상기 제어 신호를 변경하는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  44. 제43항에 있어서, 상기 제어 신호의 전압은 상기 플래시라이트가 턴온될 때 계단 함수에 따라 변화하고, 상기 전자 전원 스위치에 인가된 신호는 시간이 지남에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  45. 제44항에 있어서, 상기 신호의 전압은 시간에 지남에 따라 지수적으로 증가하는 전압을 갖는 것을 특징으로 플래시라이트.
  46. 제45항에 있어서, 상기 전력 제어 회로는 RC 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  47. 제46항에 있어서, 상기 전자 전원 스위치는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  48. 제49항에 있어서, 상기 전자 전원 스위치는 n채널 MOSFET이고, 상기 전력 제어 회로는 상기 신호를 상기 MOSFET의 게이트에 인가하는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
  49. 제43항에 있어서, 상기 램프는 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시라이트.
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080144310A1 (en) * 2001-06-20 2008-06-19 Stefane Barbeau Rechargeable lighting apparatus
US6819080B2 (en) 2001-06-20 2004-11-16 Vessel Inc. Autoilluminating lamp system
US7400112B2 (en) * 2001-06-20 2008-07-15 Helen Of Troy Limited Autoilluminating rechargeable lamp system
US6722772B2 (en) * 2001-08-16 2004-04-20 Mag Instrument, Inc. Flashlight and combination for use in aligning flashlight lamp bulbs
US8733966B2 (en) * 2004-08-20 2014-05-27 Mag Instrument, Inc. LED flashlight
US7579782B2 (en) * 2004-12-07 2009-08-25 Mag Instrument, Inc. Circuitry for portable lighting devices and portable rechargeable electronic devices
US7758203B2 (en) * 2006-04-03 2010-07-20 Welch Allyn, Inc. Power connections and interface for compact illuminator assembly
WO2008100530A2 (en) * 2007-02-12 2008-08-21 Engineered Medical Solutions Company, Llc Surgical illumination device
US8164304B2 (en) * 2007-05-16 2012-04-24 Eveready Battery Company, Inc. Electrical appliance and charger
US7819547B1 (en) * 2007-06-01 2010-10-26 Wilcox Industries Corp. End cap switch for flashlight
US8169165B2 (en) * 2009-01-14 2012-05-01 Mag Instrument, Inc. Multi-mode portable lighting device
US8366290B2 (en) * 2009-01-14 2013-02-05 Mag Instrument, Inc. Portable lighting device
US7926971B2 (en) * 2009-01-14 2011-04-19 Mag Instrument, Inc. Battery pack assemblies and portable lighting devices employing same
US9247598B2 (en) 2009-01-16 2016-01-26 Mag Instrument, Inc. Portable lighting devices
AU2010204998A1 (en) * 2009-01-16 2011-08-04 Mag Instrument, Inc. Portable lighting devices
US8356910B2 (en) 2009-04-22 2013-01-22 Streamlight, Inc. Rechargeable flashlight, battery and charger adapter and protector therefor
JP4841013B1 (ja) * 2011-01-13 2011-12-21 正一 中村 医療用光源装置
JP2012152001A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Nec Network Products Ltd 突入電流防止回路および突入電流防止方法
US8713844B2 (en) * 2011-09-26 2014-05-06 Lasermax Inc Firearm laser sight alignment assembly
US8683731B2 (en) 2011-09-26 2014-04-01 Lasermax, Inc. Firearm laser sight alignment assembly
US20130343042A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-26 Coast Cutlery Company Rechargeable flashlight
JP2014017952A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Hitachi Koki Co Ltd 背負式電源
WO2015042324A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-26 Mag Instrument, Inc. Improved rechargeable lighting devices
EP3062643B1 (en) 2013-10-29 2021-04-28 Smokewatchers Sas Smoking cessation device
EP3090201B1 (en) * 2013-12-12 2017-10-04 The Coleman Company, Inc. Battery life extender for portable lighting
US9784536B2 (en) * 2014-04-12 2017-10-10 Jason William Boswell Weapon light mount
US20160029695A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Joe Benites Vapor safety ring for mechanical mods
TW201607193A (zh) * 2014-08-14 2016-02-16 菲利浦莫里斯製品股份有限公司 具有短路防止之可再充電裝置
US9543772B2 (en) 2014-08-21 2017-01-10 Motorola Solutions, Inc. Short circuit protection for a portable device powered by a battery pack having undervoltage protection
US20160109075A1 (en) * 2014-10-16 2016-04-21 Devin Heck Hand Held Illuminated Signaling Device for Prospective Riders
DE102016111528B4 (de) * 2016-06-23 2021-12-23 Lupine Lighting Systems GmbH Taschenlampe mit Ladestation
US11108253B2 (en) * 2018-12-19 2021-08-31 Motorola Solutions, Inc. Device, battery and system to reduce battery leakage
US11639789B2 (en) 2021-01-13 2023-05-02 Streamlight, Inc. Portable light and keyed rechargeable USB battery
US20230392759A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 Blue Sun Products, LLC Light assembly, accessories and kit

Family Cites Families (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2876410A (en) 1957-05-31 1959-03-03 Donald R Fry Rechargeable battery capsule
US3281637A (en) 1963-09-23 1966-10-25 American Optical Corp Rechargeable flashlight-directly accessible batteries
US3521050A (en) 1968-05-20 1970-07-21 Jack L Shagena Jr Rechargeable flashlight
US3675073A (en) * 1970-03-06 1972-07-04 Robert M Hogue Strobe flash apparatus
FR2124103B1 (ko) * 1971-02-05 1975-01-17 Etudes De Centrifugation
US3825740A (en) 1972-09-22 1974-07-23 A Friedman Rechargeable flashlight and support stand therefor
USRE29047E (en) 1973-03-22 1976-11-23 Union Carbide Corporation Push button switching module for flashlights
US3835272A (en) 1973-04-19 1974-09-10 E Wisenbaker Rotary screw switch
US3829676A (en) 1973-08-07 1974-08-13 Kel Lite Industries Rechargeable flashlight
US4092580A (en) 1975-03-12 1978-05-30 Prinsze Onno M Energizer apparatus for rechargeable flashlight batteries
US4126810A (en) 1976-06-01 1978-11-21 General Electric Company Ceramic base for glass halogen lamps
US4171534A (en) 1976-07-13 1979-10-16 Streamlight, Inc. Rechargeable flashlight
US4115842A (en) 1976-07-29 1978-09-19 International Telephone And Telegraph Corporation Flashlight and flashlight charging receptacle
US4114187A (en) 1976-11-05 1978-09-12 Alan Kurt Uke Diver's flashlight
JPS5369485A (en) 1976-11-26 1978-06-20 Gen Electric Incandescent lamp
US4203150A (en) 1977-10-18 1980-05-13 Shamlian Ralph B Rechargeable modular component light with quick-disconnect connection
CH622658A5 (ko) * 1977-10-27 1981-04-15 Hoffmann La Roche
US4286311A (en) 1978-04-07 1981-08-25 Anthony Maglica Flashlight
US4327401A (en) 1978-08-10 1982-04-27 Mcgraw-Edison Company Rechargeable flashlight with integral variable rate battery charger for automotive use
US4398139A (en) 1978-11-30 1983-08-09 Prinsze Onno M Rechargeable flashlight combined with a constant current battery charging circuit
US4240008A (en) * 1979-02-09 1980-12-16 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Automatic electronic flash light device
US4244011A (en) 1979-08-27 1981-01-06 The Gates Rubber Company Rechargeable flashlight
US4325107A (en) 1980-01-29 1982-04-13 Macleod Richard H Rechargeable flashlight
US4357648A (en) 1980-02-08 1982-11-02 Kel-Lite Industries, Inc. Rechargeable flashlight
DE3015248A1 (de) 1980-04-21 1981-10-22 Elmar Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. 8000 München Will Wiederaufladbarer schwachstromspeicher
GB2080585B (en) 1980-07-22 1984-07-04 Tokyo Shibaura Electric Co Semiconductor integrated circuit with reduced power consumption
US4357651A (en) 1980-12-23 1982-11-02 Stewart-Warner Corporation Rectangular seal beam lamp and universal support assembly
US4388673A (en) 1981-06-22 1983-06-14 Mag Instrument, Inc. Variable light beam flashlight and recharging unit
US4531178A (en) 1981-08-14 1985-07-23 Uke Alan K Diver's flashlight
FR2513740B1 (fr) 1981-09-28 1987-03-20 Petzl Paul Lampe d'eclairage electrique equipee d'un dispositif commun de reglage du foyer et de commande de l'interrupteur
US4398232A (en) 1981-11-13 1983-08-09 Westinghouse Electric Corp. Protective relaying methods and apparatus
US4398238A (en) 1981-12-04 1983-08-09 Kel-Lite Industries, Inc. Variable focus flashlight
US4591762A (en) * 1983-05-31 1986-05-27 Olympus Optical, Co. Electronic flash
US4658336A (en) 1984-09-06 1987-04-14 Mag Instrument, Inc. Miniature flashlight
US4577263A (en) 1984-09-06 1986-03-18 Anthony Maglica Miniature flashlight
US5121308A (en) 1984-09-06 1992-06-09 Mag Instrument, Inc. Miniature flashlight with two switches
US4899265A (en) 1984-09-06 1990-02-06 Mag Instrument, Inc. Miniature flashlight
US5193898A (en) 1984-09-06 1993-03-16 Mag Instruments Rechargeable miniature flashlight
US5260858A (en) 1984-09-06 1993-11-09 Mag Instrument, Inc. Flashlight
US5315494A (en) 1984-09-06 1994-05-24 Mag Instrument Inc. Flashlight and bulb holder therefor
US4823242A (en) 1984-09-06 1989-04-18 Mag Instrument, Inc. Double switch miniature flashlight
US5008785A (en) 1984-09-06 1991-04-16 Mag Instrument, Inc. Rechargeable miniature flashlight
US4656565A (en) 1984-09-06 1987-04-07 Mag Instrument, Inc. Flashlight
US4819141A (en) 1984-09-06 1989-04-04 Mag Instrument, Inc. Flashlight
US5806964A (en) 1984-09-06 1998-09-15 Mag Instrument, Inc. Miniature flashlight
US4605993A (en) 1984-12-19 1986-08-12 Lighting Systems, Inc. Recharging spot/flood lantern
US4843298A (en) 1986-08-29 1989-06-27 Streamlight, Inc. Flashlight battery charger
US4922178A (en) 1987-08-31 1990-05-01 Motorola, Inc. Dual source rechargeable battery
US5528472A (en) 1987-10-23 1996-06-18 Mag Instrument, Inc. Rechargeable miniature flashlight
US4873160A (en) 1987-11-10 1989-10-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Rechargeable battery
US4885668A (en) 1988-06-17 1989-12-05 Mag Instrument, Inc. Heat shield
US5183858A (en) * 1989-03-31 1993-02-02 Takeda Chemical Industries, Ltd. Core-shell polymer, production and use thereof
US5003440A (en) 1989-05-17 1991-03-26 Mag Instrument, Inc. Tailcap insert
US4999750A (en) 1989-07-20 1991-03-12 Gammache Richard J Flashlight with rotatable head assembly
US4914555A (en) 1989-07-20 1990-04-03 Gammache Richard J Rechargeable flashlight
US5003443A (en) * 1990-08-01 1991-03-26 Sabala Edwin K Illuminated display apparatus
US5833354A (en) 1992-04-10 1998-11-10 Mag Instrument, Inc. Flashlight and bulb holder therefor
US5821697A (en) 1995-02-13 1998-10-13 Conceptra Patent Trust Constant intensity electronic flashlight and lantern method and apparatus
JPH08250158A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Kyocera Corp 電池パックの充電端子短絡保護回路
US6086210A (en) * 1995-06-29 2000-07-11 Cardinal Ig Company Bendable mirrors and method of manufacture
KR100216995B1 (ko) * 1995-10-23 1999-09-01 나카타니 사쿠쇼 액압제어장치
US5560705A (en) 1995-12-12 1996-10-01 Shiau; Shoei-Shuh Multi-function lighting device
US5859506A (en) * 1996-02-26 1999-01-12 Lemke; Guido High-efficiency incandescent lamp power controller
US6028064A (en) * 1996-09-13 2000-02-22 New Life Pharmaceuticals Inc. Prevention of ovarian cancer by administration of progestin products
US6283609B1 (en) 1996-10-28 2001-09-04 Armament Systems And Procedures, Inc. Tactical flashlight
US6316911B1 (en) 1997-08-08 2001-11-13 Black & Decker Inc. Battery and flashlight recharger
US6095661A (en) 1998-03-19 2000-08-01 Ppt Vision, Inc. Method and apparatus for an L.E.D. flashlight
US6099141A (en) 1998-07-06 2000-08-08 Sony Corporation Roadside emergency security flashlight
US6249089B1 (en) 1998-10-09 2001-06-19 Frederick Bruwer Intelligent electrical device comprising microchip
US7265494B2 (en) 1998-10-09 2007-09-04 Azoteq Pty Ltd. Intelligent user interface with touch sensor technology
US7291940B2 (en) * 1998-10-09 2007-11-06 Azoteq Pty Ltd. Pressure sensitive switches including touch sensor structures
JP2000175366A (ja) * 1998-12-03 2000-06-23 Denso Corp 充電システム及び電池パック、充電器
WO2000054556A1 (de) * 1999-03-08 2000-09-14 Bebenroth Guenther Schaltungsanordnung zum betreiben eines leuchtkörpers
US6246184B1 (en) 1999-08-03 2001-06-12 Texas Instruments Incorporated Flashlight boost regulator
US6296367B1 (en) 1999-10-15 2001-10-02 Armament Systems And Procedures, Inc. Rechargeable flashlight with step-up voltage converter and recharger therefor
US6563269B2 (en) * 1999-12-06 2003-05-13 Mark I. Robinett Rechargeable portable light with multiple charging systems
US6347878B1 (en) 1999-12-27 2002-02-19 Wen-Chin Shiao Flashlight with an electrical conductor unit for electrically connecting a lamp unit with a battery
CN2410524Y (zh) * 2000-01-18 2000-12-13 华景和 直接充电手电筒
US6357893B1 (en) 2000-03-15 2002-03-19 Richard S. Belliveau Lighting devices using a plurality of light sources
EP1295393A2 (en) * 2000-06-13 2003-03-26 Azoteq (PTY) Limited Intelligent switch for connecting power to a load
US6307328B1 (en) * 2000-10-27 2001-10-23 Wen-Chung Ko Multipurpose flashlight
US20020149326A1 (en) * 2001-03-01 2002-10-17 Mikhail Inochkin Flashlamp drive circuit
US6888319B2 (en) * 2001-03-01 2005-05-03 Palomar Medical Technologies, Inc. Flashlamp drive circuit
JP2002272001A (ja) * 2001-03-15 2002-09-20 Mitsumi Electric Co Ltd 二次電池の保護方法、保護回路、および短絡検出回路
JP3806639B2 (ja) * 2001-10-31 2006-08-09 三洋電機株式会社 保護回路を備える電池パック
US7015654B1 (en) 2001-11-16 2006-03-21 Laughing Rabbit, Inc. Light emitting diode driver circuit and method
JP4091855B2 (ja) * 2003-02-10 2008-05-28 嵯峨電機工業株式会社 携帯照明灯及びその充電に使用される充電器
US7215084B1 (en) * 2003-02-11 2007-05-08 Streamlight, Inc. Power control arrangement, as for a flashlight
US20050174782A1 (en) * 2003-03-25 2005-08-11 Chapman Leonard T. Flashlight
US20040190286A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-30 Chapman Leonard T. Flashlight
US20050002186A1 (en) 2003-07-01 2005-01-06 Vector Products, Inc. Multi-beam flashlight
CA2634475C (en) 2003-07-07 2014-05-20 Brasscorp Limited Led-based inspection lamp with improved collimation optics
US7097323B2 (en) 2003-08-29 2006-08-29 Brian Puckett Flashlight system
US20050083683A1 (en) 2003-10-15 2005-04-21 Ping-Hui Ho Self-generating flashlight
KR20040052845A (ko) 2004-05-10 2004-06-23 넥스콘 테크놀러지 주식회사 배터리 충전형 단말기의 외부 충전단자 단락시 보호장치
WO2006017745A2 (en) 2004-08-05 2006-02-16 Digital Ally, Inc. Digital video recording flashlight
US7342360B2 (en) 2004-10-20 2008-03-11 The Stanley Works Flashlight
US7579782B2 (en) * 2004-12-07 2009-08-25 Mag Instrument, Inc. Circuitry for portable lighting devices and portable rechargeable electronic devices

Also Published As

Publication number Publication date
MX2007006691A (es) 2007-08-14
JP2008523780A (ja) 2008-07-03
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AU2005314057A1 (en) 2006-06-15
WO2006063061A2 (en) 2006-06-15
US20060120069A1 (en) 2006-06-08
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CN101076766A (zh) 2007-11-21
CA2588308A1 (en) 2006-06-15
BRPI0518413A2 (pt) 2008-11-18
TW200626011A (en) 2006-07-16
EA200801248A1 (ru) 2009-06-30
CR9166A (es) 2008-06-27
US7609005B2 (en) 2009-10-27
CN101076766B (zh) 2011-01-26
NZ555349A (en) 2009-10-30

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