DE20313781U1 - Electrically operated portable apparatus especially pocket torch and circuit can switch between battery and accumulator operation to extend accumulator life - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisch betreibbares, tragbares Gerät, insbesondere eine Taschenleuchte, mit einem Aufnahmefach für Energieträger in Form von Batteriezellen oder Akkuzellen. Derartige Geräte sind in vielfältiger Art und Weise bekannt, beispielweise als Taschenleuchten, Musikabspielgeräte, tragbare Telefone, tragbare Computer oder dergleichen. Zur elektrischen Versorgung des Geräts können in das Aufnahmefach entweder Batteriezellen oder Akkuzellen eingelegt werden. Die äußeren Abmessungen der Batteriezellen und der Akkuzellen sind dabei identisch, so dass je nach Wunsch des Betreibers entweder Batteriezellen oder Akkuzellen Verwendung finden können.The invention relates to an electric operable, portable device, especially a flashlight, with a storage compartment for energy sources in the form of battery cells or battery cells. Such devices are in many different ways Known way, for example as flashlights, music players, portable Telephones, portable computers or the like. For electrical supply of the device can be in the storage compartment either has battery cells or battery cells inserted become. The external dimensions the battery cells and the battery cells are identical, so that Depending on the operator's request, either battery cells or battery cells Can find use.
Es hat sich allerdings als nachteilig erwiesen, dass bei Geräten, die eigentlich für Batteriezellen ausgelegt sind, die Verwendung von Akkuzellen zu relativ geringen Lebensdauern der Akkuzellen führt. Dies hängt damit zusammen, dass die Akkuzellen beim Betrieb des Geräts tiefentladen werden. Andererseits sollen Batterien tiefentladen werden, um eine möglichst lange Betriebsdauer des elektrischen Geräts zu gewährleisten.However, it has proven to be disadvantageous proved that with devices, actually for Battery cells are designed to use battery cells too relatively short lifespan of the battery cells. This is because the Battery cells when operating the device be deeply discharged. On the other hand, batteries should be deeply discharged to be one if possible to ensure long service life of the electrical device.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betreibbares Gerät vorzuschlagen, das mit dem jeweiligen Energieträger möglichst lange betrieben werden kann, wobei die Lebensdauer von Akkuzellen nicht negativ beeinträchtigt werden soll.The present invention lies the task of proposing an electrically operated device, with the respective energy source preferably can be operated for a long time, the life of battery cells not adversely affected shall be.
Diese Aufgabe wird mit einem Gerät der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass Umschaltmittel zur Umschaltung zwischen Akkubetrieb und Batteriebetrieb vorgesehen sind, und dass eine Schaltung vorgesehen ist, die im Akkubetrieb bei Erreichen einer Schwellentladespannung die Entladespannung auf einem Niveau einer Grundspannung wenigstens weitgehend konstant hält, wobei im Batteriebetrieb eine unter der Schwellentladespannung liegende Tiefentladung der Energieträger stattfindet. Dadurch wird gewährleistet, dass bei Verwendung von Akkuzellen als Energieträger eine die Akkuzellen schädigende Tiefentladung nicht stattfindet. Die Grundspannung liegt vorteilhafterweise im Bereich einer zulässigen Entladespannung der Akkuzellen, wodurch die Lebensdauer der Akkuzellen gesteigert wird.This task is done with a device of the beginning described way solved that switching means for switching between battery operation and battery operation are provided, and that a circuit is provided, which in Battery operation the discharge voltage when a threshold discharge voltage is reached at least largely constant at the level of a basic voltage holds, whereby in battery operation, one is below the threshold discharge voltage Deep discharge of energy sources takes place. This ensures that when using battery cells as an energy source, one that damages the battery cells Deep discharge does not take place. The basic voltage is advantageously in the range of a permissible Discharge voltage of the battery cells, increasing the life of the battery cells is increased.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Grundspannung gleich oder kleiner der Schwellentladespannung ist. Ist die Grundspannung gleich der Schwellentladespannung, so ist die Schwellentladespannung vorteilhafterweise die zulässige Entladespannung der Akkuzellen. Ist die Grundspannung kleiner als die Schwellentladespannung, dann ist die Grundspannung gleich der zulässigen Entladespannung der Akkumulatoren. In diesem Fall wird eine Restenergiemenge bereitgestellt, um ein Weiterbetreiben des elektrischen Geräts zu ermöglichen, bis letzten Endes die Grundspannung erreicht ist.According to the invention it can be provided that the basic voltage is equal to or less than the threshold discharge voltage is. If the basic voltage is equal to the threshold discharge voltage, then the threshold discharge voltage is advantageously the permissible discharge voltage the battery cells. If the basic voltage is less than the threshold discharge voltage, then the basic voltage is equal to the permissible discharge voltage of the Accumulators. In this case, a residual amount of energy is provided to to enable continued operation of the electrical device until the end the basic tension is reached.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Umschaltmittel manuell betätigbar sind oder selbsttätig umschalten. Als manuell betätigbare Umschaltmittel kommen beispielsweise Umschaltstecker oder Schalter, beispielsweise in Form von Kipp-, Dreh-, Tastschalter, in Betracht. Ein selbsttätiges Umschalten kann beispielsweise in Abhängigkeit der Entladecharakteristik der Energieträger erfolgen. Die Schaltung vergleicht beispielsweise den zeitlichen Verlauf der Entladespannung mit hinterlegten Entladespannungen. Entspricht die erfasste Entladung einer Batteriekennlinie, so handelt es sich bei den Energieträgern um Batteriezellen. Entspricht die überwachte Entladung einer Kennlinie von Akkuzellen, so befinden sich Akkuzellen im Aufnahmefach des Geräts.According to the invention, it can also be provided that that the switching means can be operated manually or switch over automatically. As a manually operated switching device come, for example, switch plugs or switches, for example in the form of toggle, rotary, pushbutton switches. An automatic switchover can, for example, depending on the Discharge characteristics of the energy sources take place. The circuit compares, for example, the time course of the discharge voltage with stored discharge voltages. Corresponds to the detected discharge a battery characteristic, so it concerns the energy sources Battery cells. Corresponds to the monitored If a characteristic curve is discharged from battery cells, there are battery cells in the receiving compartment of the device.
Ein selbsttätiges Umschalten kann allerdings auch in Abhängigkeit der äußeren Gestaltung der Energieträger erfolgen. Dazu kann das Gerät beispielsweise Sensoren aufweisen, die den Energieträger, oder Abschnitte davon, abtasten. Aufgrund von charakteristischen Merkmalen an den Energieträgern kann dann festgestellt werden, ob es sich um Batteriezellen oder um Akkuzellen handelt.However, automatic switching can also dependent on the external design the energy source respectively. The device can do this For example, have sensors that the energy source, or Scan sections of it. Due to characteristic features on the energy sources Then it can be determined whether they are battery cells or battery cells is.
Eine weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, dass das Gerät Lademittel zur Verbindung der Akkuzellen mit einer externen Stromquelle umfasst. Externe Lademittel können hierbei entfallen. Die Lademittel können entweder unmittelbar oder mittelbar über ein Kabel mit der externen Stromquelle verbunden sein.Another embodiment according to the invention stipulates that the device Charging means for connecting the battery cells to an external power source. External charging devices can omitted here. The loading means can either directly or indirectly via a Cable connected to the external power source.
Dabei ist denkbar, dass die Lademittel ein mit den Umschaltmitteln korrespondierendes Unterbrecherelement aufweisen, das im Akkubetrieb ein Laden von Batteriezellen verhindert. Hierdurch wird gewährleistet, dass Batteriezellen nicht geladen werden können. In Verbindung mit dem Laden von Batteriezellen auftretende Gefahren, beispielsweise einem Explodieren der Batteriezellen, wird damit entgegengewirkt.It is conceivable that the loading equipment an interrupter element corresponding to the switching means have, which prevents charging of battery cells in battery operation. This ensures that battery cells cannot be charged. In connection with the Charging battery cells can result in dangers such as an explosion of the battery cells is counteracted.
Die Erfindung betrifft außerdem ein erfindungsgemäßes Gerät in Form einer Taschenleuchte, insbesondere einer Stableuchte, mit wenigstens einer Leuchtdiode (LED) als Leuchtmittel.The invention also relates to a Device according to the invention in the form a flashlight, especially a flashlight, with at least a light emitting diode (LED) as illuminant.
Eine derartige Taschenleuchte hat im Akkubetrieb außerdem den Vorteil, dass die von den Akkuzellen zur Verfügung gestellte Energie optimal genutzt werden kann. Der LED-Versorgungsstrom wird zunächst so lange aufrechterhalten, solange dieser Versorgungsstrom zur Verfügung gestellt werden kann. Erreicht die abnehmende Entladespannung die Schwellentladespannung, dann wird nicht mehr der LED-Versorgungsstrom weitgehend konstant gehalten, sondern die Entladespannung, das heißt die Schaltungseingangsspannung. Bei konstant gehaltener Entladespannung werden, wie bereits erwähnt, die Akkuzellen geschont. Außerdem werden die Leuchtdioden von dem abnehmenden Reststrom durchflossen, der ein vergleichsweise langes Nachglimmen der Leuchtdioden bewirkt. Dem Betreiber der Taschenleuchte wird dadurch signalisiert, dass die Energieträger in Kürze leer sein werden; er wird dazu angehalten, die Energieträger auszutauschen beziehungsweise aufzuladen.Such a flashlight also has the advantage in battery operation that the energy made available by the battery cells can be optimally used. The LED supply current is initially maintained as long as this supply current can be made available. If the decreasing discharge voltage reaches the threshold discharge voltage, then it is no longer the LED supply current that is kept largely constant, but rather the discharge voltage, that is to say the circuit input voltage. As already mentioned, the battery cells are protected when the discharge voltage is kept constant. In addition, the light emitting diodes flow through the decreasing residual current, which has a comparatively long night causes the light emitting diodes to glow. This signals to the operator of the flashlight that the energy sources will soon be empty; he is encouraged to replace or recharge the energy sources.
Bei einer erfindungsgemäßen Taschenleuchte kann außerdem vorgesehen sein, dass die Schaltung die Schaltungseingangsspannung in eine über der Schwellleuchtspannung der Leuchtdiode liegende, geeignete LED-Versorgungsspannung umwandelt. Das Vorsehen einer derartigen, geeigneten Schaltung dient dazu, die Schaltungseingangsspannung, also die Entladespannung der Energieträger, derart "hochzusetzen", dass eine LED-Versorgungsspannung bereitgestellt wird, die oberhalb der Schwellleuchtspannung liegt. Um für Taschenleuchten geeignete Leuchtdioden zum Aufleuchten zu bringen, ist eine vergleichsweise hohe Schwellleuchtspannung von cirka 3 bis 4 V erforderlich. Bekannte Batterie- oder Akkuelemente weisen in Form von Monozellen eine Spannung von 1,2 bis 1,5 V auf. Zum Betreiben einer Taschenleuchte mit Leuchtdioden sind folglich mindestens zwei, vorteilhafterweise drei oder mehr bekannte, Monozellen, beispielsweise in Form von Trockenbatterien, erforderlich. Bei Verwendung von Akkumulatoren sind entsprechend viele Akkuelemente erforderlich, um auf die entsprechende Schwellleuchtspannung zu gelangen. Erfindungsgemäß kann die Schaltungseingangsspannung im Bereich von 1,5 bis 10 V liegen; die umgewandelte LED-Versorgungsspannung liegt vorteilhafterweise im Bereich von 4,5 bis 12 V. Derartige Taschenleuchten kommen folglich mit insgesamt weniger Batteriezellen oder Akkuzellen aus, als bekannte LED-Leuchten.In a flashlight according to the invention can also be provided that the circuit the circuit input voltage in an over the Suitable LED supply voltage lies at the threshold voltage of the LED transforms. The provision of such a suitable circuit serves the circuit input voltage, that is the discharge voltage of the Energy sources, such "step up" that an LED supply voltage is provided, which is above the threshold voltage. To for Flashlights to light up suitable LEDs, is a comparatively high threshold voltage of around 3 up to 4 V required. Known battery or accumulator elements voltage of 1.2 to 1.5 V in the form of mono cells. To the Operating a flashlight with LEDs is therefore at least two, advantageously three or more known monocells, for example in Form of dry cell batteries, required. When using accumulators a corresponding number of battery elements are required to access the corresponding Threshold voltage to arrive. According to the circuit input voltage range from 1.5 to 10 V; the converted LED supply voltage is advantageously in the range from 4.5 to 12 V. Such Flashlights therefore come with fewer battery cells overall or battery cells, as well-known LED lights.
Die Schaltung weist vorteilhafterweise einen DC-DC-Wandler auf, der die Schaltungseingangsspannung in eine Wechselspannung umwandelt, die Wechselspannung in eine höher frequente Wechselspannung transformiert und die transformierte Wechselspannung in eine gleichgerichtete LED-Versorgungsspannung umwandelt. Durch Vorsehen eines derartigen DC-DC-Wandlers kann eine Eingangsgleichspannung in eine höher voltige Ausgangsgleichspannung umgewandelt werden.The circuit advantageously has a DC-DC converter that converts the circuit input voltage into a AC voltage converts the AC voltage into a higher frequency AC voltage is transformed and the transformed AC voltage into a rectified LED supply voltage transforms. By providing such a DC-DC converter, one can DC input voltage in a higher voltige DC output voltage can be converted.
Vorteilhafterweise ist die Schaltung derart ausgebildet, dass ein weitgehend konstanter LED-Versorgungsstrom bei abnehmender Entladespannung bereitgestellt wird. Dies führt dazu, dass die Leuchtdiode aufgrund des weitgehend konstanten LED-Versorgungsstroms eine gleichbleibende Leuchtstärke aufweist. Insbesondere bei LEDs ist die Leuchtstärke stark abhängig von dem die Leuchtdioden durchfließenden Strom.The circuit is advantageous formed such that a largely constant LED supply current is provided as the discharge voltage decreases. This leads to, that the light emitting diode due to the largely constant LED supply current a constant luminosity having. In the case of LEDs in particular, the luminosity is strongly dependent on the one flowing through the LEDs Electricity.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch eine Schaltung für ein erfindungsgemäßes Gerät, und insbesondere für eine erfindungsgemäße Taschenleuchte, gelöst.The task mentioned at the beginning will Moreover through a circuit for a device according to the invention, and in particular for one flashlight according to the invention, solved.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.More details and advantageous Embodiments of the invention are the following description remove in which the invention with reference to that shown in the drawing embodiments described in more detail and explained is.
Es zeigen:Show it:
Die Stableuchte
Durch die Leuchtmittelschaltung
In der
Dadurch, dass die Schaltungseingangsspannung
beziehungsweise die Entladespannung UE konstant
gehalten wird, nimmt der LED-Versorgungsstrom
ILED im Zeitraum t > t1 ab. Selbst
dann, wenn die Leuchtdioden mit einer Spannung versorgt werden, die
unter der Schwellleuchtspannung USchwell der Leuchtdioden
liegt, glimmen die Leuchtdioden
Vorteilhafterweise ist die Grundspannung
UG so bemessen, dass im Akkubetrieb der
Taschenleuchte
Wie aus
Die Leuchtmittelschaltung
Um einen optimalen Betrieb der Taschenleuchte
zu gewährleisten,
sieht die Taschenleuchte
Im Akkubetrieb erfolgt eine Entladung
der Akkuzellen gemäß dem in
der
Sämtliche in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All shown in the description, the following claims and the drawing Features can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
Claims (11)
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2003
- 2003-07-17 DE DE20313781U patent/DE20313781U1/en not_active Expired - Lifetime
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