專利名稱：一種太陽能手電筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種性能優(yōu)良的多功能太陽能手電簡，屬照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的手電簡一般是以普通電池為電源，驅(qū)動白熾燈泡發(fā)光，其缺點(diǎn)是發(fā)光效 率低，電池更換頻繁，對環(huán)境污染嚴(yán)重。為了克服上述缺點(diǎn)，有的手電簡采用充電
電池和太陽能電池供電，并以普通LED作為發(fā)光元件，但這種手電簡仍有亮度不高、 射程不遠(yuǎn)、使用持續(xù)時間短、充放電效率低、電池壽命短，使用成本高、難以達(dá)到 環(huán)境保護(hù)要求、以及性能單一等缺點(diǎn)。因此，如何從根本上改變普通太陽能手電簡 的輛性能指標(biāo)，擴(kuò)大其<細(xì)范圍，使一只手電簡能夠具備更多的1^H功能，是目 前手電筒的改進(jìn)方向。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種亮度高、射程遠(yuǎn)、使用 持續(xù)時間長、充放電效率高、使用成本低、對環(huán)境無污染且功能多的太陽能手電簡。 本實(shí)用新型所述問1§^以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種太陽能手電簡，由外殼、電源、發(fā)光元件和開關(guān)K構(gòu)成，發(fā)光元件經(jīng)開關(guān)K 與電源連接，所述電源由并聯(lián)連接的太陽能電池板GV和超級法拉電容器C組成，所 述太陽能電池板GV固定于外殼表面。
上述太陽能手電簡，在所述太陽能電池板GV外增設(shè)廣角放大透鏡6。 上述太陽能手電簡，所述發(fā)光元件為大功率發(fā)光二極管LED1。 上述太陽能手電筒,在所述大功率發(fā)光二極管LED1前增設(shè)聚光放大光學(xué)透鏡2。 上述太陽能手電簡，所述外殼密封、內(nèi)部充滿有壓氮?dú)狻?上述太陽能手電簡，增設(shè)USB接口，所述USB接口為電源輸出端。上述太陽能手電簡，在電源與USB接口之間增設(shè)控制電路，所述控制電路由電感L、場效應(yīng)管Q、振蕩控制器U、 二極管D和電容器G組成，所述電感L一端接電 源， 一端經(jīng)二極管D接USB接口 ，所述場效應(yīng)管Q接于電感L與二極管D的串接點(diǎn) 與電源負(fù)極之間，其柵極接振蕩控制器U的EXT端，振蕩控制器U的GND端接電源 負(fù)極，Vout端接USB接口，電容器C^為濾波電容。
本實(shí)用新型釆用帶廣角放大透鏡的太陽能電池板獲得能量，能最大限度的將太陽能轉(zhuǎn)換成電能；釆用超級法拉電容器作為儲能元件，不僅容量大，壽命長，而且 不會污染環(huán)境；釆用帶聚光放大光學(xué)透鏡的大功率作為發(fā)光元件，不僅保證了發(fā)光 效率，而且增加了照射距離和光線強(qiáng)度，提高了水下使用的穿逸性；夕卜殼釆用外表 進(jìn)行了陽極化搪瓷防腐處理的高強(qiáng)度鋁合金板，內(nèi)部充滿有一定壓力的氮?dú)?，使?電簡具有防壓防水功能；USB接口可用于輸出電能，給小功率電器充電，控制電路可 使USB接口輸出端自動適應(yīng)手機(jī)等大多數(shù)商品的充電電壓；本手電簡還能做為應(yīng)急 電源使用。本實(shí)用新型不僅亮度高、射程遠(yuǎn)、使用持續(xù)時間長、充放電效率高、使 用成本低、對環(huán)境無污染、而且能適應(yīng)水下作業(yè)要求，還可作為小功率電器的充電 裝置。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是A-A剖視圖； 圖3是電原理圖。
圖中各標(biāo)號為1、頭部殼體，2、聚光放大光學(xué)透鏡，3、反光罩，4、連接環(huán)， 5、中部殼體，6、廣角放大透鏡，7、尾部殼體，8、防水開關(guān)膠帽，9、開關(guān)平墊， 10、開關(guān)雙槽墊片，11、螺絲壓片，12、螺釘，U、振蕩控制器，K、開關(guān)，Cl、超 級法拉電容器，C2、電容器，GV、太陽能電池板，USB、接口， LED1、 LED2、發(fā)光二 極管，R、電阻，Q、場效應(yīng)管，L、電感，D、 二極管。
具體實(shí)施方式
普通產(chǎn)品釆用鎳氫，鎳隔，鋰離子電池等，存 壽命短(充放次數(shù)僅在300-500 次左右)，轉(zhuǎn)換效率低，污染環(huán)境等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型釆用特殊設(shè)計(jì)的大容量法拉電 容器，單位容量和普通電池相當(dāng)，但壽命卻是普通充電電池的500至1000倍，它是
通過極化電解質(zhì)來儲能，儲能過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，儲能過程是可逆的，正因?yàn)?如此，本大容量法拉電容器充放電可達(dá)十萬次。普通的太陽能手電筒中的充電電池 是通過電解液和電極之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來儲存電力，因此充電時需要耗費(fèi)一定的時 間，經(jīng)過多次充放電后，電解液逐漸分解，材料變質(zhì)，其性能也隨之下降，需要更 換。與此相比，本實(shí)用新型中釆用的大容量法拉電容器可直接將電能儲存起來，不 產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，因此1^Jfl壽命長，可永久性使用。不但充電所需時間短，還能在瞬 間釋放大量電流，輸出功率大，轉(zhuǎn)換效率高。
普通太陽能手電簡中釆用的光源是應(yīng)用半導(dǎo)體P-N結(jié)發(fā)光原理制成的LED光源， LED雖然有體積小、耗電低、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，但其射程近、亮度低的缺點(diǎn)也不容忽視, 本實(shí)用新型釆用高亮度大功率LED發(fā)光單元，照射面積大，使用范圍廣，且在發(fā)光 單元前增加了放大透鏡，光束更集中，射程更遠(yuǎn)，使本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍更加廣 泛。
為了滿足水下工作者的需要，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)為鋁合金外殼，外表進(jìn)行了陽極 化搪瓷防腐處理，為了提高對手電簡內(nèi)部元器件及結(jié)構(gòu)的保護(hù)，以及平衡該手電筒 在潛水過程中克月l7]C下壓強(qiáng)對手電簡殼體的壓力變形，使手電筒可以潛入更深的水 下，必須在手電筒內(nèi)部充入一定的壓力來平衡由于潛水水深的壓強(qiáng)對手電簡外殼造 成擠壓而造成的漏水現(xiàn)象，本實(shí)用新型在手電簡內(nèi)部充入了氮?dú)?，進(jìn)行壓力凈hf嘗， 以達(dá)到內(nèi)外壓力 平衡的目的。
為了提高太陽能手電簡的適用范圍，本實(shí)用新型釆用特殊的充放電電路，可自 動適應(yīng)手機(jī)等大多數(shù)商品的充電電壓，設(shè)有多用途電源接口，能做為應(yīng)急電源使用。
參看


圖1,本實(shí)用新型釆用大功率高亮度LED1做為發(fā)光元件，光線經(jīng)過反光罩 3反射匯聚到焦距為20亳米的聚光放大光學(xué)透鏡2上，并經(jīng)過該透鏡聚光放大后形 成強(qiáng)烈光柱，提高了照射距離和強(qiáng)度。本實(shí)用新型同無聚光放大透鏡的手電簡相比,其發(fā)光強(qiáng)度和水下使用的穿透性大大增加了。圖l中，外殼為圓簡狀，實(shí)際實(shí)施時 還可以是長方體或其它形狀，圖l中的外殼分為三部分，分別是頭部殼體l、中部
殼體5和尾部殼體7，頭部殼體1和中部殼體5之間通過連接環(huán)4連接起來，中部 殼體5和尾部殼體7釆用 配合插接方式連接。聚光放大光學(xué)透鏡2、頭部殼體1 、 連接環(huán)4、中部殼體5、尾部殼體7和防水開關(guān)膠帽8形成一個封閉的腔體，其內(nèi)部 充入氮?dú)?。通過按壓防水開關(guān)膠帽8可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)K的控制操作。
參看圖2，普通光伏發(fā)電產(chǎn)品存在效率低，對光線入射角度要求高等缺點(diǎn)，本實(shí) 用新型在太陽能電池板外部安裝了一個和太陽能電池板同樣面積的焦距為5毫米的 超廣角放大透鏡6，根據(jù)短焦距光學(xué)透鏡視角大和相對通光量強(qiáng)的原理，太陽能電池 板安裝在透鏡焦點(diǎn)位置上，大范圍(120度)的光線經(jīng)過該透鏡，匯聚到太陽能電池 板上，在太陽能電池板表面進(jìn)行光i妓電。本實(shí)用新型比普通的太陽能可充電手電 筒提高發(fā)電效率六十倍，焦點(diǎn)光線的亮度比焦點(diǎn)外亮度提高了 IO倍，降低了太陽能 電池對光線照射方向的要求，增加了光強(qiáng)，提高了太陽能電池板的發(fā)電效率。
參看圖3，控制電路可自動適應(yīng)手機(jī)等大多數(shù)商品的充電電壓，由USB接口為小 功率電器充電。圖3中，振蕩控制器U釆用集成芯片8530C，其EXT端(第3引腳) 為開關(guān)頻率控制端，V0UT端(第4引腳)為輸出電壓的檢測引腳，EXT端輸出的頻率 開關(guān)信號控制N溝道的場效應(yīng)管Q (ST2300TA)的通斷，當(dāng)場效應(yīng)管Q的漏極與源極 導(dǎo)通時電感導(dǎo)通；當(dāng)場效應(yīng)管Q的漏極與源極截止，電感瞬間截止，電感L產(chǎn)生的浪涌 電壓經(jīng)二極管D整流后輸出。8530C的VOUT端檢測二極管D的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓 低時，8530C提高其EXT端的開關(guān)頻率,從而提高輸出電壓；當(dāng)輸出電壓高時,8530C ,氐場效應(yīng)管Q的開關(guān)頻率，使輸出電壓,氐。圖3中，LED2為充電指示燈，電阻 R是其限流電阻。
本實(shí)用新型可用于小功率電器充電、日常照明、潛員援潛救生、航道清除、水下 科研、軍事值勤、防救救撈、海洋工程、水下工程、水利水電、石油勘測、防汛抗 單、刑事偵查、水下安檢、旅游休閑等多個應(yīng)用領(lǐng)域。
權(quán)利要求1、一種太陽能手電筒，其特征是，它由外殼、電源、發(fā)光元件和開關(guān)(K)構(gòu)成，發(fā)光元件經(jīng)開關(guān)(K)與電源連接，所述電源由并聯(lián)連接的太陽能電池板(GV)和超級法拉電容器(C)組成，所述太陽能電池板(GV)固定于外殼表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能手電簡，其特征是，在所述太陽能電池板(GV) 夕卜增設(shè)廣角放大透鏡(6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能手電簡，其特征是，所述發(fā)光元件為大功率發(fā) 光二極管(LED1 )。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能手電簡，在所述大功率發(fā)光二極管(LED1)前 增設(shè)聚光放大光學(xué)透鏡(2 )。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的太陽能手電簡，其特征是，所述外殼密封， 內(nèi)部充滿有壓氮?dú)狻?br> 6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能手電簡，其特征是，增設(shè)USB接口，所述USB 接口為電源輸出端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能手電筒，其特征是，在電源與USB接口之間增 設(shè)控制電路，所述控制電路由電感(L)、場效應(yīng)管(Q)、振蕩控制器(U)、 二極管(D)和電容器(C2)組成，所述電感(L) 一端接電源， 一端經(jīng)二極管(D)接USB 接口，所述場效應(yīng)管(Q)接于電感(L)與二極管(D)的串接點(diǎn)與電源負(fù)極之間， 其柵極接振蕩控制器(U)的EXT端，振蕩控制器(U)的GND端接電源負(fù)極，Vout 端接USB接口，電容器(C2)為濾波電容。
專利摘要一種太陽能手電筒，屬照明技術(shù)領(lǐng)域，用于解決手電筒性能差和功能少的問題。其技術(shù)方案是它由外殼、電源、發(fā)光元件和開關(guān)構(gòu)成，發(fā)光元件經(jīng)開關(guān)與電源連接，所述電源由并聯(lián)連接的太陽能電池板和超級法拉電容器組成，所述太陽能電池板固定于外殼表面。本實(shí)用新型不僅亮度高、射程遠(yuǎn)、使用持續(xù)時間長、充放電效率高、使用成本低、對環(huán)境無污染、而且能適應(yīng)水下作業(yè)要求，還可用作小功率電器的充電裝置。
文檔編號F21Y101/02GK201149173SQ20082007609
公開日2008年11月12日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者王士元 申請人:保定維特瑞交通設(shè)施工程有限責(zé)任公司