CN201568746U - 一种使用扁平方块电池的可充电手电筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电手电筒，其主要特征是采用扁形方块电池工作，手电筒内部的电池仓采用扁形长方体基本结构，电池仓尺寸和电池连接器的位置根据具体采用的电池型号稍有变化，手电筒的外型可有扁形长条型、扁形椭圆型等变化。手电筒采用LED发光管照明，可采用AC(220V)或USB(5V)两种不同的充电接口方式，内部有相应的电压转换、充电管理和保护电路。通过开关控制手电筒的“充电/关断/照明”功能转换。电池仓可以根据常用的方块形手机电池(或其他数码产品的同类电池)来定制，所以，除照明和可自身充电外，也可以作为兼容的手机电池座式充电器，电池可替换使用。具备便携、通用、简单便利的使用方式，适合于旅途和户外使用。

Description

一种使用扁平方块电池的可充电手电筒

技术领域

本实用新型涉及一种充电手电筒，其中涉及LED普通手电照明和锂离子/锂离子聚合物电池充电领域，除了可以照明和自身充电外、还可作为座式充电器对兼容的扁平方块电池(如手机电池等)进行充电。

背景技术

常用的可充电手电筒的外观和电池仓普遍采用圆柱型结构，使用的是圆柱型电池或圆形纽扣电池以及他们的组合。不能使用手机或数码产品通用的扁平方块形状的锂离子/锂离子聚合物充电电池，所以不能直接作为手机电池等扁平方块电池的座式充电器。

手机等数码产品常用的锂离子/锂离子聚合物电池具有容量大、可充电重复使用等特点，手电筒也是外出常备的工具，但如果手电筒的电池不能与手机等数码产品所使用的电池通用，遇到其中一个没有电、或没带充电器的情况下，就非常不方便，如果这些设备都要携带不能兼容的备用电池和各自的充电器，外出时也非常麻烦，所以存在一定的缺陷和不足。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就是要解决现有技术不足、设计一种使用扁平方块电池的充电器式手电筒。该手电筒除了照明和可对自身电池充电外，实际上也可作为相应型号手机或其他数码设备充电电池的座式充电器，对兼容的扁平方块电池进行充电。

本实用新型解决上述技术问题的所采用的技术方案是：手电筒内部电池仓采用扁平长方体设计、使用扁平长方体形封装的锂离子/锂离子聚合物可充电电池，可直接使用相应外形的手机或数码产品电池，内部的电路板上带有LED发光电路和锂离子/锂离子聚合物电池的充电管理电路，并通过开关控制、分别实现LED发光照明功能和对电池的充电管理功能。

在电池仓采用扁平方块形状结构设计的基础上，其整体外观采用扁平长方型或扁平椭圆型结构形式，同时有一个可以打开的电池仓盖，方便电池的取放。

本实用新型可根据不同型号和不同尺寸的扁平方形电池，适当调整电池仓的尺寸以及电池连接器的型号和位置；对那些电池接口的极性和特性相同、仅仅是长度尺寸不同的电池，可在电池仓的两侧侧壁设计一组固定槽、通过活动挡板在不同固定槽的位置移动来匹配不同长度的电池，可进一步扩大本实用新型对兼容电池型号的适用范围。

在本实用新型的长条型侧面位置安装一个拨动开关，设置“充电/关断/照明”档位。拨动开关的固定接点连接到电池连接器，并通过电池连接器与充电电池的正极连接，拨动开关的活动接点档位分别连接充电电路、悬空挡、LED灯发光电路，通过拨动开关的控制分别实现电池充电、关断、手电照明功能。

在本实用新型的顶部端面或底部端面、设置手电筒的透光照明窗口，里面放置的发光元件采用LED发光管，分布在电路板上，发光管的正极经串联电阻限流后连接到拨动开关的“照明”档位上。在拨动开关接通“照明”档位时，电池仓内的充电电池经过电池连接器，并通过拨动开关与LED发光电路连通，实现手电照明功能。

对锂离子/锂离子聚合物电池的充电有2种技术方案实现方式，基本型是采用通过USB接口引入USB5V电源、对电池进行充电的方式。即本实用新型充电电路的对外接口采用USB接口，充电电源从USB端口引入后，连接到电路板上的锂离子/锂离子聚合物电池充电管理及保护电路，在拨动开关接通“充电”档位后，经过电池连接器对电池进行充电。

另一种对锂离子/锂离子聚合物电池充电的技术方案实现方式是直接采用AC交流电进行充电的方式。此时，本实用新型充电电路的对外接口采用AC电源接口，交流电源从AC接口引入后，先连接到电路板上的AC/DC转换电路，转换生成DC5V的直流电压后、再连接到电路板上锂离子/锂离子聚合物电池的充电管理及保护电路，在开关接通“充电”档位后，经过电池连接器连接充电电池，并对电池进行充电管理和控制。

本实用新型的有益效果是，充电手电筒的电池仓采用了扁平长方体电池仓结构设计，可以根据常用的手机或数码产品的电池尺寸和连接器特性，来设计定制本实用新型的电池仓尺寸，同时可通过侧壁的不同固定槽和活动挡板位置来调整电池仓的长度尺寸、适应更多的兼容电池。本实用新型在实现手电筒照明和给自带电池充电的同时，还可以充当相对应手机或数码产品的锂离子/锂离子聚合物电池电池的座式充电器，外出时携带使用方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图1给出了本实用新型第一个实施例(AC型充电插头)结构示意图

附图2给出了本实用新型第一个实施例(AC型充电插头)电路示意图

附图3给出了本实用新型第二个实施例(USB型充电接口)结构示意图

附图4是图3的展开图

附图5给出了本实用新型第二个实施例(USB型充电接口)电路示意图.

附图6给出了本实用新型第三个实施例，电池仓内带活动挡板的结构示意图

附图7是图6中电池仓内的活动挡板(12)取出时的结构示意图

附图8给出了本实用新型第四个实施例，整体外形采用类似椭圆型(或跑道型)、而内部的电池仓仍然是扁平方块结构的结构示意图。

附图9是图8配合扁平方块电池(8)和电池仓盖板(9)的结构示意图。

图中1.(带扁方形电池仓的)上壳体，2.下壳体，3.前端照明窗口，4.开关，5.电池连接器孔，6.AC充电插头，7.充电指示灯孔，8.扁平方块电池，9.电池仓盖板，11.电池仓内侧壁带固定槽的上壳体，12.活动挡板，13.类似椭圆型(或跑道型)外壳体，15.AC型电路板，16.充电状态指示灯，18.电池连接器，20.LED照明光源，21.充电管理和控制部分，22.AC/DC转换电路部分，25.USB型电路板，26.USB型(带扁方形电池仓的)上壳体，27.USB型(带扁方形电池仓的)下壳体，28.USB充电插头

具体实施方式

按上述附图所给出的实施例，以下进行具体说明。

实施例1，如图1所示，AC型电路板(15)和前端照明窗口(3)以及AC型充电插头(6)是安装放置在(带扁方形电池仓的)上壳体(1)和下壳体(2)之间，通过卡位固定。扁平方块电池(8)放置在(带扁方形电池仓的)上壳体(1)的电池仓中，电池仓盖板(9)通过卡口位固定在(带扁方形电池仓的)上壳体(1)的壳体上，将扁平方块电池(8)封闭在电池仓内。打开电池仓盖板(9)，可以方便地取出电池仓内的扁平方块电池(8)。这样就可以很方便的替换使用其他可兼容的扁平方块电池。

对差异较大的不同型号的手机电池，手电筒的电池仓可以配合原电池设计修改尺寸和改变电池连接器的形状和位置，但电池仓的形状总体保持扁平长方形结构不变。

AC型电路板上(15)上的电池连接器(18)的弹簧触点安装时从电池仓内壳体上的电池连接器孔(5)伸出，充电状态指示灯(16)可通过(带扁方形电池仓的)上壳体(1)上的充电指示灯孔(7)发光指示充电状态。

图2是本实用新型第一个实施例的电路原理示意图，其中相关器件与结构示意图的对应关系是：S1对应开关(4)，U1对应充电管理和控制部分(21)，U2对应AC/DC转换电路部分(22)，D1对应充电状态指示灯(16)，D2和D3对应LED照明光源(20)，B1对应扁平方块电池(8)，J2对应AC型充电插头(6)，J3对应电池连接器(18)。

S1对应的开关(4)是一个单刀三掷开关，扁平方块电池(8)放进电池仓内后，就可以通过电池连接器(18)的弹簧触点、连接到AC型电路板上(15)上的开关(4)的公共点，当开关(4)打到“a”位置时，连通充电管理和控制部分(21)的输出，此时，如果AC型充电插头(6)连接到外部的AC220V交流电源上，外部的交流电经过AC型充电插头(6)连接到AC/DC转换电路部分(22)的输入端，经过AC/DC转化和降压处理后得到DC5---6V的直流电，再送到U1对应充电管理和控制部分(21)，经过其内部对电池电压的监测和控制、开始对扁平方块电池(8)进行充电，同时，充电管理和控制部分(21)控制充电状态指示灯(16)闪烁显示“正在充电”状态；电池充满时，充电管理和控制部分(21)可以控制充电状态指示灯(16)常亮显示“充电已满”状态；AC型充电插头(6)拔出或取下电池后，充电状态指示灯(16)灭、表示“充电结束”状态。图2中的R4是充电电流设定电阻，为适应更多的兼容电池，应适当用较小的充电电流来充电，提高安全性。本实施例中，U1采用AAT3681单芯片充电管理和保护IC，R4设定为16干欧，最大充电电流不超过120mA。

S1对应的开关(4)打到“c”位置时，开关(4)连通照明电路部分，扁平方块电池(8)经过J3电池连接器(18)，通过开关(4)后，再经过串联的限流电阻与LED发光管相连，驱动LED照明光源(20)发光，实现手电照明功能。实施例中LED照明光源(20)采用了两个高亮度LED发光二极管D2和D3，显然也可以适当增减LED发光管的数量，改变照明亮度。在图2和图5中，R1是D1的限流电阻，实施例中将充电指示灯的工作电流限制在2mA左右。R2，R3分别是D2，D3他们的限流电阻，实施例中将每个高亮度LED发光管的最大工作电流限制在25mA左右。控制流经单个LED发光管的电流在一定范围内，用作普通手电照明时，不需要精确的电流控制，简单采用电阻限流即可满足要求，降低成本。如果采用照明用功率级白光LED(标称功率：1～3W)，并增加专用的电流驱动IC，可以实现强光照明功能。一般高亮度白色LED发光管的导通电压典型值在3.4V左右，完全可以在单节锂离子/锂离子聚合物电池(工作电压范围：3.3V---4.2V)供电下工作。所以本实用新型采用的扁平方块电池(8)实际也是单节锂离子/锂离子聚合物电池。

总的来说，开关(4)打到不同的“a、b、c”位置，实际就是让电池分别连通充电电路、悬空或照明电路，以实现“充电/关断/照明”三种状态及功能转换的功能。

扁平方块电池(8)的取放操作，在开关(4)处于“关断”位置时进行，此时，电池只连到开关(4)的公共点，开关(4)的另一端是连接在悬空触点上，电池与照明和充电电路都是处于断开状态，可减少不工作时的电池泄漏，同时可安全、方便地取放扁平方块电池(8)，实现对相对应型号手机和数码产品的兼容电池进行互换。

在第二个实施例中，采用USB5V充电方式，图5中的J1对应USB型充电插头(28)，不再需要第一个实施例中AC/DC转换电路部分(22)，其他部分的电路与第一个实施例基本一致，充电插头的型号相应变换成采用USB型充电插头(28)。采用USB接口，可以直接连接计算机的USB插座，或者连接符合国家标准的手机充电器插座(USB型)，是目前手机和数码产品流行的实用充电方式。通过采用与第一个实施例类似的扁平长方型电池仓和壳体的设计结构，在开关(4)的控制下，可以实现“充电/关断/照明”功能，实现对扁平方块电池(8)及兼容电池的充电、取放和照明应用。

目前，广泛应用于手机和数码产品的扁平方块电池(8)通常都是单节可充电电池，电芯主要是锂离子和锂离子聚合物材料，标称电压3.6V---3.7V，可用电压范围：(3.3V---4.2V)，如NOKIA公司非常通用的的BL-5C、BL-5B和BL-4C等手机电池。对应此类电池的充电方案非常成熟，许多公司推出的单芯片充电IC再加少量的***电路就可以完成对锂离子和锂离子聚合物电池的充电管理、检测和保护、以及充电状态指示功能。所以在第一和第二实施例的电路中采用了AAT3681单芯片IC来实现充电管理和控制部分(21)。当然也可以采用类似相同功能的其他充电管理和保护电路来替换。

在第三个实施例中，电池仓的基本形状仍然为扁平长方形结构，在电池仓内增加固定槽和活动挡板(12)，即在电池仓内侧壁带固定槽的上壳体(11)的电池仓两边内侧壁上设计有一组固定槽，通过改变活动挡板(12)在不同固定槽的位置，来改变电池仓内部长度方向的空间尺寸，从而可以匹配和适应那些电池连接器接口和特性兼容、仅仅是长度尺寸不同的电池，可进一步扩大本实用新型对兼容电池型号的通用兼容范围。如NOKIA公司非常通用的的BL-5C和BL-5B两款手机电池，后者稍短一点，电池仓内侧壁带固定槽的上壳体(11)在进行固定槽设计时就可以先将活动挡板(12)放在最后一个固定槽位置，其最长的长度尺寸适合BL-5C型电池为准，然后可以通过调节活动挡板(12)位置前移的方式来实现对BL-5B型电池的兼容。

BL-5C型电池适用的手机机型有：Nokia 1100，Nokia 1108，Nokia 2600，Nokia3100，Nokia 3120，Nokia 3650，Nokia 6108，Nokia 6230，Nokia 6600，Nokia 6630，Nokia 6670，Nokia 6820，Nokia 7600，Nokia 7610等；BL-5B电池适用的手机机型有：Nokia 3220，Nokia5140，Nokia 7260等。所以，电池仓尺寸按照BL-5C型电池来定制，再加上内壁固定槽和活动挡板(12)的设计，本实用新型可以成为兼容性较强的手机座式充电器，内部所使用的扁平方块电池(8)也可以直接与相应型号手机的电池或其他兼容电池替换互用。

在第四个实施例中，壳体的整体外观虽然是在扁长条型的两端采用了大圆弧形，采用类似椭圆型(或跑道型)外壳体(13)，但其内部的电池仓仍然满足本实用新型最基本的特征、即所采用电池仓的基本形状为扁平长方形结构，可以使用扁平方块电池(8)。

从上述实施实例和具体实施方式可知，本发明提供了一种可对扁平长方块形状的电池进行充电的手电筒，不仅具有照明和自身可充电功能，还可以对兼容型号的扁平方块电池(8)进行替换和代充电。由于这种扁平方块电池(8)广泛应用于手机等数码产品，具有较好的兼容和通用性。所以只要电池的尺寸、连接方式以及电性能特性可以兼容，，本实用新型就可以当作相应型号手机等数码设备的座式充电器，对他们所使用的电池进行充电，同时在应急时相互间还可以直接替换电池使用，其功能实用、结构简洁、携带方便、互用性强是本实用新型的特点。

尽管上面描述的是本实用新型的特定形式，但在不脱离本实用新型构思和范围的基础上还可以做出许多变化。因此，尽管本实用新型详细说明仅是参考优选实施例进行的，但本领域的普通技术人员都知道在不脱离本实用新型的基础上还有许多变化形式。因此，本实用新型的保护范围由权利要求书来确定。另外，本实用新型从未公诸于众或见于其他刊物。

Claims (7)

1.一种使用扁平方块电池的可充电手电筒，其主体是充电器与照明功能结合的手电筒，其特征是：手电筒内部电池仓采用扁平长方体设计、使用扁平长方体形封装的可充电电池，或直接使用相应外形的手机电池，通过开关控制、分别连接LED发光电路和充电电路。

2.根据权利要求1所述的使用扁平方块电池的可充电手电筒，其特征是：其整体外观采用扁平长方型或扁平椭圆型结构形式。

3.根据权利要求1所述的使用扁平方块电池的可充电手电筒，其特征是：扁平长方体电池仓可设置活动挡板以适应长度尺寸不同的电池；也可以通过改变电池连接器接口的型号、位置及电池仓的尺寸，来适应不同型号手机电池的需求，但电池仓形状保持扁平长方体结构。

4.根据权利要求1或2所述的使用扁平方块电池的可充电手电筒，其特征是：在手电筒扁平长方型的其中一个长条型侧面位置安装手电筒的开关，设置“充电/关断/照明”档位，开关的公共接点先通过电池连接器与充电电池连接，开关的其他档位分别连接充电电路、悬空挡、LED灯发光电路。

5.根据权利要求1或2所述的使用扁平方块电池的可充电手电筒，其特征是：在手电筒扁平长方型的顶部端面或底部端面、设置手电筒的发光窗口，里面放置的发光元件采用LED发光管，分布在电路板上，经串联电阻限流，在开关接通“照明”档位后、经过电池连接器与充电电池连接。

6.根据权利要求1或2所述的使用扁平方块电池的可充电手电筒，其特征是：充电电路的对外接口采用USB接口，充电电源从USB端口引入后，连接到电路板上的充电管理及保护电路，在开关接通“充电”档位后，经过电池连接器对电池进行充电。

7.根据权利要求1或2所述的使用扁平方块电池的可充电手电筒，其特征是：充电电路的对外接口采用AC直插式接口，交流电源从AC接口引入后，先连接到电路板上的AC/DC转换电路，再连到充电管理及保护电路，在开关接通“充电”档位后，经过电池连接器连接充电电池，并对电池进行充电管理和控制。

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