專(zhuān)利名稱：可攜式照明裝置及提供電源至負(fù)載電路的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，尤其涉及一種可攜式照明裝置及提供電源至負(fù)載電路 的方法。
背景技術(shù)：
可攜式照明裝置，如家用手電筒，一般采用白熾燈(incande scent lamp)來(lái)照 明。近年來(lái)，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)逐漸發(fā)展為液晶顯示器(Liquid Crystal Display，IXD)背光、家用照明燈具及街燈的光源。由于LED相較于白熾燈具有較 佳的發(fā)光效率及較長(zhǎng)的使用壽命，故使用LED作為手電筒的光源亦逐漸普遍。傳統(tǒng)的手電筒需要電池作為供電。然而，在打開(kāi)(turn on)手電筒的瞬間，施加至 燈的突波(surge power)將會(huì)損害燈，進(jìn)而降低燈的使用壽命。最常見(jiàn)的解決方式是在燈 與電池間加入一限流電阻(current limiting resistor)，以避免瞬間施加至燈的大電流。 然而，在電路中新增電阻所增加的功耗會(huì)嚴(yán)重縮短電池壽命。LED在導(dǎo)通發(fā)光時(shí)，通常會(huì)有一介于3. 2伏(Volts，V)至4. OV間的正向電壓。一 個(gè)家用堿性電池通常提供1. 5V電壓。因此，在現(xiàn)有的LED手電筒中，一個(gè)家用堿性電池通常 僅提供1. 5V電壓，因此需要3個(gè)堿性電池才足以對(duì)LED供電。圖Ia所示為現(xiàn)有手電筒內(nèi) 的電子電路100的示意圖。電子電路100使用以3個(gè)串聯(lián)的堿性電池所形成的電池組110， 作為電子電路100的電源，該電池組110藉由開(kāi)關(guān)120提供能量以驅(qū)動(dòng)一 LED 130，該LED 130具有3. 2V的正向電壓且導(dǎo)通電流為100mA。該電子電路100在LED 130與電池組110 之間設(shè)置一限流電阻140 (例如，13歐姆(Ohm))。在上述條件下，限流電阻140上的功率消耗為0. 13瓦特(Watt，W)，而LED130上 則消耗0. 32W。由此可知，LED 130的功率僅為全部功率的71%，換言之，限流電阻140吸 收由電池組110所提供的部分能量，因此電池組110需要供應(yīng)更多能量，以維持LED 130的 亮度，這將造成電池組110的使用壽命隨之降低。若LED 130因?yàn)橹瞥袒蚱渌蛩囟趯?dǎo)通時(shí)具有4. OV的正向電壓，則位于LED 130與電池組110間的13歐姆限流電阻140將會(huì)限制流經(jīng)LED 130的電流為約38. 5mA,換 言之，此時(shí)LED 130的亮度將僅為原始設(shè)計(jì)規(guī)劃亮度(亦即流經(jīng)LED130的電流為IOOmA) 的38. 5%。另一方面，若將該限流電阻140改為5歐姆，雖然可使正向電壓為4. OV的LED 130的亮度達(dá)到原始設(shè)計(jì)的亮度(即流經(jīng)LED 130的電流為IOOmA)，但對(duì)于其他正向電壓 較低(例如3.2V)的LED，則可能產(chǎn)生過(guò)電流現(xiàn)象，使得流經(jīng)這些LED的電流增加(例如 260mA)，將對(duì)這些LED產(chǎn)生不利影響。請(qǐng)參考圖lb，其顯示使用圖Ia所示的現(xiàn)有電路以兩個(gè)1. 5V堿性電池配合限流電 阻驅(qū)動(dòng)電流為IOOmA的LED的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用現(xiàn)有電路的電池壽命僅為 100分鐘。更進(jìn)一步，若使用者更換不同功率規(guī)格的LED，則 此種使用限流電阻的電路設(shè)計(jì)將 面臨實(shí)際應(yīng)用上的限制。例如，若使用者希望獲得10倍的功率，而將額定電流為IOOmA的LED更換為IA的LED，然而由于限流電阻是預(yù)先設(shè)計(jì)且固定的，故流經(jīng)LED的電流將不變， 故無(wú)法符合使用者的期望。此外，由于電池組的配置需同時(shí)考量手電筒的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，故通常 無(wú)法任意更換電池?cái)?shù)目以改變電源供應(yīng)量?？偠灾瑢?duì)于以電池驅(qū)動(dòng)的手電筒應(yīng)用而言， 此種限流電阻既不實(shí)用又缺乏效率，對(duì)于電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用的靈活性造成困擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可攜式照明裝置及提供電源至負(fù)載電路 的方法，可以提高電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用的靈活性，且可延長(zhǎng)可攜式照明裝置的使用壽命。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的可攜式照明裝置包括一種簡(jiǎn)單的控制電路， 其可以克服現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。即使電池電壓低至例如1.0V，該控制器仍可以極少數(shù)的元件 操作，將電壓升高至足以驅(qū)動(dòng)LED。反之，若所提供的電池電壓高至例如6. 0V，該控制器也 可以極少數(shù)的元件操作，將電壓降低至驅(qū)動(dòng)LED所需的電壓。該控制電路可包含集成電路 (IC)、功率電感及其他電子元件，以形成升壓(boost)、降壓(buck)或降升壓(buck-boost) 轉(zhuǎn)換器，以提供功率至LED。該升壓/降壓/升降壓轉(zhuǎn)換器的高轉(zhuǎn)換效率可延長(zhǎng)電池的使用 壽命，也可降低電池?cái)?shù)目，可減輕可攜式照明裝置的重量。另外，本發(fā)明可在不需更改設(shè)計(jì) 的情況下，應(yīng)用于不同功率規(guī)格的LED，因此大幅降低電路應(yīng)用的限制，且可延長(zhǎng)LED的使 用壽命，從而延長(zhǎng)可攜式照明裝置的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種可攜式照明裝置，該可攜式照明裝置包括電 源、控制器和負(fù)載電路?？刂破靼娫摧斎攵耍撾娫摧斎攵私?jīng)由第一開(kāi)關(guān)與電源電性連 接。負(fù)載電路與控制器的電源輸出端電性連接，且可產(chǎn)生反饋信號(hào)?？刂破髦辽僖罁?jù)第一 開(kāi)關(guān)的狀態(tài)及反饋信號(hào)，經(jīng)由電源輸出端調(diào)節(jié)提供給負(fù)載電路的電能。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種提供電源至負(fù)載電路的方法，該方法包括 以下步驟經(jīng)由開(kāi)關(guān)將電源施加至控制器；該控制器驅(qū)動(dòng)該負(fù)載電路；于該負(fù)載電路中提 供感測(cè)元件，用以產(chǎn)生反饋信號(hào)；將該反饋信號(hào)提供至該控制器；以及至少依據(jù)該開(kāi)關(guān)的 狀態(tài)及該反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)提供給該負(fù)載電路的電能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的可攜式照明裝置利用控制電路調(diào)節(jié)提供給負(fù)載電路的 電能，可延長(zhǎng)電池的使用壽命，也可降低電池?cái)?shù)目，可減輕攜式照明裝置的重量。另外，本 發(fā)明可在不需更改設(shè)計(jì)的情況下，應(yīng)用于不同功率規(guī)格的LED，因此大幅降低電路應(yīng)用的限 制，且可延長(zhǎng)LED的使用壽命，從而延長(zhǎng)可攜式照明裝置的使用壽命。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，以使本發(fā)明的 特性和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。


圖Ia所示為現(xiàn)有技術(shù)手電筒的電路示意圖。 圖Ib所示為圖Ia的現(xiàn)有電路中驅(qū)動(dòng)一 LED的電池的使用時(shí)間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可攜式照明裝置的電子電路示例性電路 示意圖。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的可攜式照明裝置的電子電路示例性電路 示意圖。
圖4a所示為根據(jù)圖3所示實(shí)施例的電子電路內(nèi)的控制器的電路示意圖。圖4b是根據(jù)圖3所示實(shí)施例的電子電路的時(shí)序圖。圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的可攜式照明裝置的電子電路的示例性電 路示意圖。 圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的可攜式照明裝置的電子電路的示例性電 路示意圖。圖7所示為根據(jù)圖6所示實(shí)施例的電子電路內(nèi)的控制器的電路示意圖。圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子電路中驅(qū)動(dòng)一 LED的電池的使用時(shí)間 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說(shuō)明。雖然本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行闡述， 但應(yīng)理解為這并非意指將本發(fā)明限定于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明意在涵蓋由后附權(quán)利要 求項(xiàng)所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種可選項(xiàng)、可修改項(xiàng)和等同項(xiàng)。請(qǐng)參考圖2，其為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可攜式照明裝置的電子電路200的示 例性電路示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，可攜式照明裝置為手電筒。電子電路200包括電池電 源(VBatt) 210、開(kāi)關(guān)220、發(fā)光元件230、感測(cè)元件240、控制器250及電感Li。在一個(gè)實(shí)施 例中，電池電源210是一個(gè)或多個(gè)堿性電池。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光元件230為L(zhǎng)ED。在一 個(gè)實(shí)施例中，控制器250為一集成電路(IC)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器250的電源輸入端VIN經(jīng)由開(kāi)關(guān)220電性連接至電池電 源210?？刂破?50的電源輸出端OUT耦接至發(fā)光元件230。感測(cè)元件240與發(fā)光元件230 串聯(lián)，藉此感測(cè)流經(jīng)發(fā)光元件230的電流，并產(chǎn)生反饋信號(hào)。該反饋信號(hào)被傳送至控制器 250的感測(cè)端ISENSE?？刂破?50還包括切換輸出端SW，該切換輸出端SW經(jīng)由電感Ll與 電源輸入端VIN耦接。在一個(gè)實(shí)施例中，電感Ll作為升壓(boost)轉(zhuǎn)換器的儲(chǔ)能元件。當(dāng)開(kāi)關(guān)220閉合 (Turn ON)時(shí)，控制器250的電源輸入端VIN耦接至電池電源210，接收電池電源210所供 應(yīng)的電源，發(fā)光元件230可經(jīng)由控制器250的電源輸出端OUT接收電能。當(dāng)開(kāi)關(guān)220斷開(kāi) (Turn OFF)時(shí)，電池電源210即停止供電至控制器250與發(fā)光元件230。控制器250根據(jù) 開(kāi)關(guān)220的閉合與斷開(kāi)以及感測(cè)端ISENSE接收到的反饋信號(hào)，可調(diào)整提供給發(fā)光元件230 的電能。請(qǐng)參考圖3，其為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的可攜式照明裝置的電子電路300的 示例性電路示意圖。電子電路300包括電池電源(VBatt) 210、開(kāi)關(guān)220、發(fā)光元件230、感測(cè) 元件240、控制器350、電感Ll以及電容Cl與C2。圖3與圖2中具有相同標(biāo)號(hào)的元件具有 相同或類(lèi)似的功能，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此將不再贅述。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器350為一集成電路(IC)。在一個(gè)實(shí)施例中，電子電路300 還包括直流濾波電容Cl，其配置于電池電源210與控制器350的電源輸入端VIN之間。同 理，在一個(gè)實(shí)施例中，可在發(fā)光元件230與控制器350的電源輸出端OUT之間配置直流濾波 電容C2。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器350可藉由一耦接至開(kāi)關(guān)220的調(diào)光控制信號(hào)DIM，調(diào)節(jié)提供給發(fā)光元件230的電能，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)光元件230的亮度，而具有調(diào)光控制功能。在一個(gè) 實(shí)施例中，當(dāng)該開(kāi)關(guān)220為閉合狀態(tài)時(shí)，該控制器350調(diào)節(jié)提供給發(fā)光元件230的電能。請(qǐng)同時(shí)參考圖4a，其為圖3所示實(shí)施例中的控制器350的部分電路示意圖?？刂?器350可包括低電壓鎖定器451、觸發(fā)電路452、時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器453、參考開(kāi)關(guān)選擇器454、 調(diào)節(jié)器455、驅(qū)動(dòng)器456、及開(kāi)關(guān)457、458，以對(duì)發(fā)光元件230進(jìn)行調(diào)光控制。以下將配合圖 4b所示的時(shí)序，說(shuō)明一個(gè)實(shí)施例中控制器350的調(diào)光控制。 當(dāng)開(kāi)關(guān)220閉合時(shí)，電池電源210的電能施加至控制器350的電源輸入端VIN。此 時(shí)發(fā)光元件230在其額定電流下被供給電源。這時(shí)參考開(kāi)關(guān)選擇器454設(shè)置低頻脈寬調(diào)制 (Low Frequency Pulse Width Modulation ；LPWM)信號(hào)為一最高參考電壓 Vmax，即發(fā)光元 件230可達(dá)到最大(100% )亮度。當(dāng)開(kāi)關(guān)220被斷開(kāi)，即電池電源210的電能停止施加至控制器350，則觸發(fā)電路 452會(huì)產(chǎn)生具有第一觸發(fā)下降緣的觸發(fā)信號(hào)，但是在電源輸入端VIN上的電壓降低至低于 一低電壓鎖定(under-voltage lock-out, UVL0)臨限值之前的一定時(shí)間內(nèi)(該時(shí)間內(nèi)存貯 于直流濾波電容Cl的能量可維持能量的供給)，若開(kāi)關(guān)220又被閉合，則觸發(fā)信號(hào)具有第一 觸發(fā)上升緣，此觸發(fā)信號(hào)會(huì)使能(enable)時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器453產(chǎn)生第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)。第 一時(shí)鐘脈沖信號(hào)提供給參考開(kāi)關(guān)選擇器454，用以選擇第一參考電壓VI，并將LPWM設(shè)置為 VI。在一個(gè)實(shí)施例中，該第一參考電壓Vl為較最高參考電壓Vmax低的電壓，例如，可驅(qū)動(dòng) 發(fā)光元件230亮度為75%的電壓。上述參考電壓可視應(yīng)用上的需要而設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)220可再被斷開(kāi)，則觸發(fā)電路452會(huì)產(chǎn)生具有第二觸發(fā)下降 緣的觸發(fā)信號(hào)，但在電源輸入端VIN上的電壓降至低于一低電壓鎖定臨限值之前的一定時(shí) 間內(nèi)，若開(kāi)關(guān)220又被閉合，則該觸發(fā)信號(hào)具有第二觸發(fā)上升緣，此觸發(fā)信號(hào)會(huì)再度使能時(shí) 鐘脈沖產(chǎn)生器453使之產(chǎn)生第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)。該第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)提供給參考開(kāi)關(guān)選擇 器454，用以選擇第二參考電壓V2，并將LPWM設(shè)置為V2。在一個(gè)實(shí)施例中，該第二參考電壓 V2為較第一參考電壓Vl低的電壓，例如，可驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件230亮度為50%的電壓。在另一 個(gè)實(shí)施例中，第二參考電壓V2為較第一參考電壓Vl高但低于最高參考電壓Vmax的電壓， 例如，可驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件230亮度為80%的電壓。此等操作可重復(fù)進(jìn)行。第一參考電壓VI、第二參考電壓V2…等參考電壓可視應(yīng) 用上的需要設(shè)置，且可以有各種變化。例如，參考電壓的電壓位準(zhǔn)可由高依序降低，例如， 100%、75%、50%、25%，也可由低依序增高，例如25 % ,50 % ,75 % UOO % 在一個(gè)實(shí)施 例中，參考電壓的改變可使發(fā)光元件230的亮度依固定比例變化，例如25%、50%、75%及 100%等。在另一個(gè)實(shí)施例中，參考電壓的改變也可使發(fā)光元件230的亮度成非比例的變 化，例如20%、30%、80%及100%。在又一個(gè)實(shí)施例中，參考電壓可設(shè)置為使發(fā)光元件的亮 度變化為100%、50%、100%表示SOS的求救信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器455可根據(jù)參考電壓及感測(cè)元件240所感測(cè)的表示發(fā)光 元件230電能的反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)電源輸出端OUT的輸出以控制流經(jīng)發(fā)光元件230的電流大 小，以達(dá)成調(diào)節(jié)發(fā)光元件230亮度的功能。在一較佳實(shí)施例中，感測(cè)元件240為一電阻。在 一個(gè)實(shí)施例中，感測(cè)元件240為一電阻與一電容(未示出)的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器455的輸出可先經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器456放大信號(hào)強(qiáng)度。在一個(gè) 實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器456的輸出耦接至開(kāi)關(guān)457，將電池電源210上或直流濾波電容Cl上的電能調(diào)節(jié)后提供至控制器350的電源輸出端OUT。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器455是脈寬調(diào) 制(pulse width modulation,PWM)電路。在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器455是脈沖頻率調(diào)制 (pulse frequency modulation, PFM)電路。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)457、458與電容C2、電感Ll形成一升壓(boost)轉(zhuǎn)換器，可 將電源輸出端OUT上的電壓提高至足以驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件230的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，切換 輸出端(SW)經(jīng)由電感Ll與電源輸入端VIN耦接、經(jīng)由開(kāi)關(guān)457與地端(ground)耦接、經(jīng) 由開(kāi)關(guān)458耦接至電源輸出端OUT，且電源輸出端與直流濾波電容C2耦接。因此，即使電池 電源210所提供的電壓僅為IV，但經(jīng)由該升壓轉(zhuǎn)換器提高電源輸出端OUT的電壓，控制器 350仍可驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件230，并調(diào)節(jié)發(fā)光元件230的電能，進(jìn)而延長(zhǎng)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電 池電源210的使用壽命。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)457及開(kāi)關(guān)458為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，M0SFET)。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān) 458 與 開(kāi)關(guān)457動(dòng)作互補(bǔ)。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)457為一 N通道(channel)金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)458為一 P通道(channel)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)晶體管。在另一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)458為一二極管(diode)。 當(dāng)開(kāi)關(guān)220持續(xù)斷開(kāi)一段時(shí)間，直到電源輸入端VIN上的電壓低于預(yù)定值，如低電 壓鎖定臨限值(UVLO)時(shí)，則低電壓鎖定器451將產(chǎn)生重置(reset)信號(hào)。此重置信號(hào)會(huì)重 置時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器453，致使發(fā)光元件230截止。發(fā)光元件230將保持為截止?fàn)顟B(tài)，直到開(kāi) 關(guān)220再度被閉合為止。請(qǐng)參考圖5，其為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電子電路500的示例性電路示意圖。電 子電路500包括電池電源(VBatt) 510、開(kāi)關(guān)220、發(fā)光元件230、感測(cè)元件240、控制器550 及電感L2。在一個(gè)實(shí)施例中，電池電源510是一個(gè)或多個(gè)堿性電池。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光 元件230為L(zhǎng)ED。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器550為集成電路(IC)。圖5與圖2標(biāo)號(hào)相同的 元件具有相同或類(lèi)似的功能，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此將不再贅述。在一個(gè)實(shí)施例中，電感L2作為一降壓(buck)轉(zhuǎn)換器的儲(chǔ)能元件。當(dāng)開(kāi)關(guān)220閉 合時(shí)，控制器550的電源輸入端VIN耦接至電池電源510，接收電池電源510所供應(yīng)的電源， 發(fā)光元件230可經(jīng)由控制器550的電源輸出端OUT接收電能。當(dāng)開(kāi)關(guān)220斷開(kāi)時(shí)，電池電 源510即停止供電至控制器550與發(fā)光元件230。控制器550根據(jù)開(kāi)關(guān)220的閉合與斷開(kāi) 狀態(tài)以及感測(cè)端ISENSE所接收到的反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)提供給發(fā)光元件230的電能。請(qǐng)參考圖6，其為根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的電子電路600的示例性電路示意圖。電 子電路600包括電池電源(VBatt) 510、開(kāi)關(guān)220、發(fā)光元件230、感測(cè)元件240、控制器650、 電感L2以及電容Cl與C2。圖6與圖5中標(biāo)號(hào)相同的元件具有相同或類(lèi)似的功能，為簡(jiǎn)明 起見(jiàn)，在此將不再贅述。請(qǐng)同時(shí)參考圖7，其為圖6所示實(shí)施例中控制器650的部分電路示意圖。圖7將 結(jié)合圖6進(jìn)行說(shuō)明。控制器650可包括低電壓鎖定器451、觸發(fā)電路452、時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器 453、參考開(kāi)關(guān)選擇器454、調(diào)節(jié)器455、驅(qū)動(dòng)器456及開(kāi)關(guān)757、758，以對(duì)發(fā)光元件230進(jìn)行 調(diào)光控制。圖7與圖4a中標(biāo)號(hào)相同的元件具有相同或類(lèi)似的功能，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此將不 再贅述。控制器650的調(diào)光控制與圖4b所示的時(shí)序類(lèi)似，在此將不再贅述。 在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)757、758與電容C2、電感L2形成一降壓(buck)轉(zhuǎn)換器，可將電源輸出端OUT上的電壓降低至足以驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件230的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，切換 輸出端(SW)經(jīng)由開(kāi)關(guān)757與電源輸入端VIN耦接、經(jīng)由開(kāi)關(guān)758與一地端(ground)耦接， 且切換輸出端經(jīng)由電感L2及直流濾波電容C2耦接至地。電源輸出端OUT耦接至電感L2 與電容C2之間。因此，即使電池電源510所提供的電壓高于驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件230所需的電壓 (例如，6V)，但經(jīng)由降壓轉(zhuǎn)換器降低電源輸出端OUT上的電壓，控制器650仍可輸出符合該 發(fā)光元件230規(guī)格的一較低電壓以驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件230，并調(diào)節(jié)發(fā)光元件230的電能，以節(jié)省 電池電源510所提供的電能，進(jìn)而延長(zhǎng)電池電源510的使用壽命。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)757及開(kāi)關(guān)758為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，M0SFET)。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān) 758 與 開(kāi)關(guān)757動(dòng)作互補(bǔ)。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)757為一 N通道(channel)金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管，開(kāi)關(guān)758為一 P通道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在另一實(shí)施例中，開(kāi) 關(guān) 758 為一二極管(diode)。請(qǐng)參考圖8，其顯示利用本發(fā)明電子電路的兩個(gè)1. 5V堿性電池驅(qū)動(dòng)IOOmA的LED 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖中曲線顯示流經(jīng)LED的電流。比較圖8及現(xiàn)有技術(shù)圖Ib可知，在LED維持 相同的電流(即發(fā)光亮度相同)的情況下，使用現(xiàn)有技術(shù)的電池壽命僅為100分鐘(如圖 Ib所示)，而圖8顯示使用本發(fā)明的電子電路則可大幅延長(zhǎng)電池使用時(shí)間至205分鐘。參 考本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可清楚理解在達(dá)成相同亮度的情形下，使用本發(fā)明不但可節(jié)省電池?cái)?shù)量，亦 可延長(zhǎng)電池壽命。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，此處的「電池」或「電池組」并不限于干電池，其可 包括可充電電池等等?！鸽姵亍挂膊幌抻趯?shí)施例所載的堿性電池，其可包括鋰電池等。雖然 本發(fā)明的實(shí)施例只示出了一個(gè)發(fā)光元件，可以理解的是，本發(fā)明并不限制發(fā)光元件的數(shù)量，而是可以采用任意數(shù)量的發(fā)光元件。此處為便于說(shuō)明是以「發(fā)光二極管(LED)」為實(shí)施例， 但本發(fā)明并不以此為限，可將LED替換為其他類(lèi)似的發(fā)光元件。本發(fā)明雖以手電筒為例加 以說(shuō)明，但并不限于家用或小型手電筒，其亦包括不同尺寸、不同用途的可攜式照明裝置。 例如但不限于登山、探勘所用的頭燈，或自行車(chē)的車(chē)燈等等。上文具體實(shí)施方式
和附圖僅為本發(fā)明之常用實(shí)施例。顯然，在不脫離后附權(quán)利要 求書(shū)所界定的本發(fā)明精神和保護(hù)范圍的前提下可以有各種增補(bǔ)、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前 提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實(shí) 施例僅用于說(shuō)明而非限制，本發(fā)明之范圍由后附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于 此前之描述。
權(quán)利要求
一種可攜式照明裝置，其特征在于，包括電源；控制器，其包含電源輸入端，該電源輸入端經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)與所述電源電性連接；以及負(fù)載電路，其與所述控制器的電源輸出端電性連接，且可產(chǎn)生反饋信號(hào)，所述控制器至少依據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)的狀態(tài)及所述反饋信號(hào)，經(jīng)由所述電源輸出端調(diào)節(jié)提供給所述負(fù)載電路的電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)的所述狀態(tài) 為閉合時(shí)，所述控制器調(diào)節(jié)提供給所述負(fù)載電路的電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述負(fù)載電路包括至少一個(gè) 發(fā)光元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)發(fā)光元件為發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述負(fù)載電路包括感測(cè)元件， 其感測(cè)所述至少一個(gè)發(fā)光元件的工作參數(shù)，并根據(jù)該工作參數(shù)產(chǎn)生所述反饋信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述感測(cè)元件至少包括一個(gè) 電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，還包括與所述電源輸入端電 性連接的第一電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，還包括與所述電源輸出端電 性連接的第二電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述控制器包括切換輸出端， 該切換輸出端經(jīng)由電感元件與所述電源輸入端電性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述電源包括電池組。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述電池組包括至少一個(gè) 干電池。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述電池組包括至少一個(gè) 可充電電池。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述電池組包括堿性電池。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述電池組包括鋰電池。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述控制器為集成電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述控制器包括低電壓鎖 定器，其與所述電源輸入端電性連接，并將所述電源輸入端的電壓與預(yù)定值比較而產(chǎn)生低 電壓鎖定信號(hào)；觸發(fā)電路，其與所述電源輸入端電性連接，且產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器，其接收所述低電壓鎖定信號(hào)及所述觸發(fā)信號(hào)，并產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)；參考開(kāi)關(guān)選擇器，其接收所述時(shí)鐘脈沖信號(hào)并根據(jù)所述時(shí)鐘脈沖信號(hào)從多個(gè)參考電壓 信號(hào)中選擇一個(gè)參考電壓信號(hào)；以及調(diào)節(jié)器，其根據(jù)所選的參考電壓信號(hào)及所述反饋信號(hào)產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)，用以調(diào)節(jié)提供給 所述負(fù)載電路的電能。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)器包括脈寬調(diào)制 電路或脈沖頻率調(diào)制電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的可攜式照明裝置，其特征在于，所述控制器包括驅(qū)動(dòng)器，用 以接收所述調(diào)節(jié)信號(hào)，以調(diào)節(jié)提供給所述負(fù)載電路的電能。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的可攜式照明裝置，其特征在于，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)的所述狀 態(tài)為斷開(kāi)，且所述電源輸入端的所述電壓低于所述預(yù)定值時(shí)，所述時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器被重置。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可攜式照明裝置，其特征在于，還包括電力電路，以調(diào)節(jié)所 述電源輸出端的電壓。
21.一種提供電源至負(fù)載電路的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 經(jīng)由開(kāi)關(guān)將電源施加至控制器；所述控制器驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載電路；于所述負(fù)載電路中提供感測(cè)元件，用以產(chǎn)生反饋信號(hào)；將所述反饋信號(hào)提供至所述控制器；以及至少依據(jù)所述開(kāi)關(guān)的狀態(tài)及所述反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)提供給所述負(fù)載電路的電能。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的提供電源至負(fù)載電路的方法，其特征在于，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)的 所述狀態(tài)為閉合時(shí)，調(diào)節(jié)提供給所述負(fù)載電路的電能。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的提供電源至負(fù)載電路的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)提供給所 述負(fù)載電路的電能的步驟包括將施加至所述控制器的所述電源與預(yù)定值比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生低電壓鎖定信號(hào)；根據(jù)所述開(kāi)關(guān)的所述狀態(tài)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；根據(jù)所述低電壓鎖定信號(hào)及所述觸發(fā)信號(hào)，產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)；根據(jù)所述時(shí)鐘脈沖信號(hào)，從多個(gè)參考電壓信號(hào)中選擇一個(gè)參考電壓信號(hào)；以及根據(jù)所選的參考電壓信號(hào)及所述反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)提供給所述負(fù)載電路的電能。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的提供電源至負(fù)載電路的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)提供給所 述負(fù)載電路的電能的步驟還包括當(dāng)所述開(kāi)關(guān)的所述狀態(tài)為斷開(kāi)時(shí)，且施加至所述控制器 的所述電源低于所述預(yù)定值時(shí)，產(chǎn)生重置信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可攜式照明裝置及提供電源至負(fù)載電路的方法。該可攜式照明裝置包括電源、控制器和負(fù)載電路?？刂破靼娫摧斎攵?，該電源輸入端經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)與電源電性連接。負(fù)載電路與控制器的電源輸出端電性連接，且可產(chǎn)生反饋信號(hào)?？刂破髦辽僖罁?jù)第一開(kāi)關(guān)的狀態(tài)及反饋信號(hào)，經(jīng)由電源輸出端調(diào)節(jié)提供給負(fù)載電路的電能。本發(fā)明可攜式照明裝置可以提高電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用的靈活性，且可延長(zhǎng)可攜式照明裝置的使用壽命。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101839397SQ20091012951
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者李勝泰, 林永霖 申請(qǐng)人:凹凸電子(武漢)有限公司