再生免电池便携式磁能环保发光器制造技术

再生免电池便携式磁能环保发光器，其特征在于设有发光器壳体、电能发生腔壳体、主永久磁体、感应线圈组、开关、发光二极管、电容器、整流电路和充放电电路，电能发生腔壳体设于发光器壳体内腔的后部，主永久磁体设于感应线圈组内，感应线圈组至少设２只线圈，感应线圈组设于电能发生腔壳体上，开关设于发光器壳体上，发光二极管设于发光器壳体内腔的前部，感应线圈组与整流电路的输入端连接，整流电路的输出端接充放电电路的输入端，充放电电路的输出端接开关和发光二极管。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发光器具，尤其是一种采用机械能—磁能—电能—光能转换的再生免电池便携式磁能环保发光器。(2)
技术介绍
迄今为止，在国内外市场上较为普通的传统发光器(如手电筒和应急灯等)有两种1)利用干电池提供能源，以白炽灯为发光元件；2)利用可充电池为能源，以白炽灯为发光元件，并附加分离或集成式充电器。使用干电池的传统发光器有以下一些缺点干电池依赖化学反应工作，使用和储能时间短；需要频繁更换，二次消耗费用高；不能在极端温度(过高或过低)下工作；极易因电池受潮导致壳体腐蚀或意外流液而损坏，或因机械强度差容易摔破，缩短发光器使用寿命(一般1～2年)；带有机械部件，容易生锈腐蚀，造成接触不良，使用麻烦等问题，大量废旧电池对环境污染日趋严重，危害人类健康，回收处理成了一大社会问题。可充电池式发光器，虽然能有限延长电池的使用寿命，但需要额外或集成的充电设备和充电费用，成本较高。同时每经历过一次充电，可充电池的储能能力就会下降，其充电寿命一般只有50～200次。发光器也会往往因充电电池的老化或损坏而报废。其次，传统发光器所用的白炽灯泡是利用电池提供的电流流经灯泡钨丝，使其发热到一定温度而发光。白炽灯泡的发光效率极低，一般只有5％～10％的电能转化为光能，剩余的绝大部分电能变成辐射性热能而浪费掉。脆弱的钨丝更易受外界冲击力(如掉落地上)而断裂。白炽灯泡的使用寿命一般少于500h，并且经常在其自然烧坏之前因断裂而报废。(3)
技术实现思路
本技术旨在提供一种充放电效率与发光强度高，有效放充时间比例大，采用机械能—磁能—电能—光能转换的再生免电池便携式磁能环保发光器。本技术设有发光器壳体、电能发生腔壳体、主永久磁体、感应线圈组、开关、发光二极管、电容器、整流电路和充放电电路，电能发生腔壳体设于发光器壳体内腔的后部，主永久磁体设于感应线圈组内并可自由来回穿梭，感应线圈组至少设2只线圈，感应线圈组设于电能发生腔壳体上，开关设于发光器壳体上，发光二极管设于发光器壳体内腔的前部，感应线圈组与整流电路的输入端连接，整流电路的输出端接充放电电路的输入端，充放电电路的输出端接开关和发光二极管。在电能发生腔壳体内前后端可分别设前限位磁体(或称前回弹磁体)、后限位磁体(或称后回弹磁体)。并在前后限位磁体处设前、后缓冲垫片。在发光器壳体内腔前部位于发光二极管前方可设光学镜头，或光学镜头和光学密封罩，以便发光器发出平行光束。在发光二极管两端最好设稳压二极管。在充放电电路的放电电路最好设保护电路。使用时，将发光器来回摆动，高强度的圆柱形主永久磁体在电能发生腔壳体内平滑地穿梭于线圈中，发光器壳体内磁体与线圈两端的同性磁体(限位磁体)有助于圆柱磁体的运动。根据电磁感应定律，当穿过导体回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势，亦即产生电能。感应电动势V＝-dΦ/dt，其大小与穿过回路的磁通量变化率dΦ/dt成正比。假定导电线圈横截面积为S，线圈匝数为N，手摇角频率为ω，即时磁场强度为B，其最大值为Bm，则流经导电线圈的感应电动势为V＝-dΦ/dt＝-dNSB/dt＝-NS·dB/dt＝-NS·dBmcosωt/dt＝-NSBmωSinωt感应电动势最大值为Vmax＝NSBmω当导体回路是闭合回路时，回路中就会产生感应电流。此电流经过适当整流后，以电位能形式重复储存于高容量的电容器中。当需要使用该电能时，通过电容器缓慢放电至发光效率很高的低功耗发光二极管，使之转换成高效光能，最后利用精密的光学镜头和反射器，将发光二极管的准点电源汇聚成平行光束，从而满足照明和应急发光的用途。电容器的充电时间(即手摇时间)主要由R1C充电电路之时间常数τ1决定。假定R1为导电线圈电阻，ρ为电阻率，C为电容器容量，d为漆包线横截面直径，D为圆柱形线圈横截面直径，则τ1＝R1C＝ρ·NπD·C/π(d/2)2＝4ρDC/d2电容器放电时间(即发光二极管发光和光照时间)主要由R2C放电电路之时间常数τ2决定。假定R2为发光二极管电阻，C为电容器容量，则τ2＝R2C与传统发光器相比，本技术不仅在电路原理和机械结构上独具特色，而且在元件材料的选择上也颇费心机。因此，“再生免电池便携式磁能环保发光器”具有传统发光器无法比拟的许多特点，主要有1、主永久磁体采用钕铁硼稀土磁体。这类磁体能提供高强度磁场，且不易去磁，所需体积可以很小。2、储能电容器采用小体积大容量的电容器，适于极端环境温度下正常工作，并能重复充放电上万次，不易腐蚀损坏。3、发光元件采用发光效率高(30％～75％)、坚固耐用的固态发光二极管，使用寿命长达几十万小时，发光强度在12流明以上。4、本发光器在开关通或断情况下均能手摇充电操作。整体使用寿命可达几万小时以上。5、通断开关采用磁能舌片开关，替代传统的机械弹簧或薄片开关，其性能可靠，可防水防潮，无电火花现象，使用寿命长，在开关上填充荧光激活剂，便于在漆黑环境中寻找和使用。6、发光器壳体可采用PC/ABC合成塑料或PC纯塑料，可加工成透明、半透明或不透明外壳，结构坚固，外形美观，不易破裂或摔裂，能有效防止酒精、汽油、柴油、食用油、淡水、海水、酸碱或其它化学品的腐蚀。发光器整体重量不超过350g，体积不超过500cm3。7、元件参数优化后，手摇充电半分钟，就能提供约6min的光照时间，平行光束(直径约20cm)可射至50m远。8、由于活塞式主永久磁体和固定导电线圈安置在独立的电能发生腔内，发光器的所有电子元器件全部集中在牢固的壳体内，不与外界接触，密封性极强，可防水、防潮、防震和防腐蚀，供全天候使用。9、在满足必要的发光强度和光照时间前提下，发光器的整体开关和大小，可根据永久磁体、导电线圈和电容器等的不同配置而作适当调整。(4)附图说明图1为本技术实施例的结构示意图。图2为本技术实施例的电路原理图。图3为本技术实施例的感应和充电电压波形图。图4为本技术另一实施例的结构与感应电压波形图。(5)具体实施方式如图1所示，本技术由密封高强度塑料壳体1、电能发生腔2、电能发生腔塑料壳体3、圆柱形钕铁硼稀土主永久磁体4、感应导电线圈组5、磁能舌片开关6、环形密封圈7、光学密封罩8、光学镜头9、发光二极管10、储能电容器11、前限位磁体或前回弹磁体12、后限位磁体或后回弹磁体13、缓冲垫片14和15、整流电路16等组成。电能发生腔2设于壳体1内腔的后部，其内置放主永久磁体4与导电线圈组5，前后限位磁体12、13分别设于主永久磁体4的前后。发光二极管10设于壳体1内腔的前部，光学镜头9设于发光二极管10前方。开关6上涂布或填充荧光激活剂。发光二极管10处于壳体1前部的光学系统腔17中。在图1中，采用3组并列的感应线圈5，主永久磁体4的有效长度与单只线圈的长度相同或相近，磁体4的直径略小于电能发生腔2的横向直径。电能发生腔两端空隙距离略大于主永久磁体4的长度，以保持最大的磁通量变化。前、后限位磁体12，13与前、后缓冲垫片14，15的同时使用，可明显地减少主永久磁体4与电能发生腔2之间壳体的机械阻力，提高主永久磁体在电能发生腔内来回穿梭运动的频率，使得充电过程显得简单轻巧，较为省力。同时，由于主永久磁体与限位磁体之间的同性相斥作用，主永本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚军，
申请(专利权)人：王亚军，
类型：实用新型
国别省市：