手电筒基本常识

手电筒基本常识

目录

第一章：发光体

第二章：电池

第三章：电路

第四章：筒身、反光杯

先说下手电的基本原理：手电由发光体、电池、电路、外壳、反光杯、电路仓、开关等组成，基本原理是电流从

电池出来，然后到达电路，经过电路调整电压和电流，然后输出到发光体，进行点亮照明。

第一章：发光体

手电用的发光 体有：LED、卤素灯、普主要代表也是目前最流行的是美国CREE的LED,寿命长，根据厂家数据

最高可到10万小时。

LED（Lighy Emitting Diode），又称发光二极管，它们利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，

半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。

（一）LED的发展历史

应用半导体P•N结发光源原理制成LED问世于20世纪60年代初，1964年首先出现红色发光二极管，之后出现

黄色LED。直到1994年蓝色、绿色LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司（日亚）成功开发出白色LED。

LED以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动，响应速度快、冷光源等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示

屏、景观照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯

等。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源推广应用。

近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）

的开发和应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率提高了近1000倍，色度方面已实现了可

见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出现，使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成

为可能。曾经有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。

（二）LED发光原理

发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。其发光体——晶片的面积为10.12mil（1mil=0.0254平方毫

米），目前国际上出现大晶片LED，晶片面积达40mil。

其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧

树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生

光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见

光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的

带隙，从而能够发出不同颜色的光。

LED照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前，已商品化的白光LED多是二波长，即以蓝光单晶片加上YAG

黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED，即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混

合产生白光，它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。

（三）LED光源的基本特征

１、发光效率高

LED经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明／瓦，荧光灯50～

70流明／瓦，钠灯90～140流明／瓦，大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达50～200流明／

瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。目前，世界各国均加紧提高LED光效方面

的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高。

２、耗电量少

LED单管功率0.03～0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5～3.5伏，电流15～18毫安，反应速度快，可在

高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一、日本估计，如采用光效

比荧光灯还要高两倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于60亿升原油。就桥梁护栏灯例，

同样效果的一支日光灯40多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩变化。

３、使用寿命长

采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，

可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达5～10年，可以大大降

低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。

４、安全可靠性强

发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全抵摸：能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元

素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。

５、有利于环保

LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发

成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。

说说主要型号的参数：

（1） P3 ，350mA 亮度73.9-80.6 Lumens，700mA 亮度119.7-130.6 Lumens

（2） P4 ，350mA 亮度80.6-87.4 Lumens，700mA 亮度130.6-141.6 Lumens

（3） Q2 ， 350mA 亮度87.4-93.9 Lumens，700mA 亮度141.-152.1 Lumens

（4） Q3 ， 350mA 亮度93.9-100.4 Lumens，700mA 亮度152.1-162.6 Lumens

（5） Q4 ， 350mA 亮度100.4-107 Lumens，最大电流1000mA

（6） Q5 ， 350mA 亮度107-114 Lumens，最大电流1000mA(可达220-250lm）

虽然型号很多，我们最常用的也就是P4、Q2和Q5，其中现在最流行的莫过于Q5了因为效率高，亮度大，电流

可以到1A，亮度最高能到250流明。

LED的色温：每种型号的LED，还根据色温不同分成了不同的种类比如Q5有Q5WB、Q5WC等，Q2有Q2WB、

Q2WC、Q25A等等。基本常用的色温从5000-10000K，根据K值分WJ、WD、WC、WB、WA等，通俗的讲就是

色温越低越发黄，越高越白。这里我只把市场上比较流行的几种色温作个简单说明：

（1）最流行的就是WC的色温了，6700K的色温，正白光适合大多数场合使用，刺眼的亮度也很适合亮骚。

（2）Q5WB，8000K的色温，白光略微的发蓝，因为看起来要比WC的更亮（因为WC的相比下略微发黄），实

际用照度计检测亮度是一样的，被大多数厂家使用大批量生产手电筒，我们买的国内大部分厂家大功率手电都是

WB色温的。

2、卤素灯泡。以前市场上很多，在LED还没有流行的时候很盛行，现在很少了，记得以前我有卖过COP的卤素手

电，现在也不多见了。

3、普通的灯泡（白炽灯）。这个就不用多说了，最具有代表性的就是我们常见的虎头手电了，从小伴随我们成长，

不过现在有点赶不上时代了，不过低价位还是有很多市场的。

4、氙气灯泡。分两种：

一种是钨丝灯泡，但是里面充的氙气，亮度提高很多，偏黄的光色，比较常见的有氙气501B上面用的G90（最高

80流明），还有WF-500上面用的9V氙气灯泡（最高500流明）。特点是亮度高，但是寿命短，也就最多40小时

左右。

另外一种是我们平时说的HID（氙气体放电灯）。灯泡里面充的氙气，高压点亮，亮度超高，功率常见的功率有10W、

24W、35W，亮度在1000-3000流明，灯泡寿命最高的能有3000小时，是手电重点佼佼者。优点是很多，缺点：由

于灯杯和安定等因素，体积下不来，体积比一般的单节18650的手电偏大，最要命的就是一个字“贵”，最便宜的也

要1000多，不是一般玩家消费的。

第二章：电池

•电池分类及特征

镍铬电池特征

A. 高寿命

镍镉电池可以提供500次以上的充放电周期，寿命几乎等同于使用该种电池的设备的服务期。

B. 优异的放电性能

在大电流放电的情况下，镍铬电池具有低内阻和高电压的放电特性，因而应用广泛。

C. 储存期长

镍铬电池储存寿命长而且限制条件少，在长期储存后仍可正常充电。

D. 大范围温度适应性

镍铬电池可以应用于较高或较低温度环境。高温型电池可以在70摄氏度或者更高温度的环境中使用。

镍氢电池特征

现代电子产品趋于功能复杂化，尺寸小型化，重量轻型化，这对提供电力的电池提出了更高的要求.在这种情况

下，镍氢电池应运而生。镍氢电池以氢氧化镍为正极，以能够自由吸收﹑释放氢气的储氢金属合金为负极。与镍镉

电池比较，镍氢电池有着近两倍的能量密度和相近的工作电压。

A. 绿色能源

镍氢电池不含镉﹑汞，是环保型化学能源。

B. 与镍镉电池的相似性

与镍镉电池有着相近的放电特性。

C. 两倍于镍镉电池的能量密度

镍氢电池有着近两倍于镍镉电池的能量密度。

D. 优异的放电性能

镍氢电池内阻小，可以以4CmA 的电流高倍率放电。

锂离子电池特征

A. 高能量密度

锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40-50%，镍氢的20-30%。

B. 高电压

一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

C. 无污染

锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

D. 不含金属锂

锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。

E. 循环寿命高

在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次。

F. 无记忆效应

记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

G. 快速充电

使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器可以使锂离子电池在一至两个小时内得到满充。

锂离子充电电池迎合了现代电子产品发展的要求。这种新的电池技术有着许多优异的特点，如能量密度高，工作电

压高，储存性能好，循环寿命高等。锂离子电池广泛应用于3C 产品, 也即是个人电脑，移动电话和诸如便携式CD

机，PDA之类的个人无线电子设备。

•电池术语

手电筒常用的电池有1AA(1节5号电池)、2AA(2节5号电池)、3AA(3节5号电池)，5号电池又分碱性电池也

就是通常说的不能充电的干电池（4.5V）和可以充电的镍氢电池（1.2V）;

还有就是锂电池了，电压2.45-4.20V，型号有14500、16340、18650等等，很多朋友看这些数字有些晕，说怎么区

分啊，其实很简单，定型号的数字都是有原因的，比如14500电池的直径是14毫米，长度是50毫米；16340电池

直径是16毫米，长度是34毫米，以此类推，18650电池就是直径18毫米，长度65毫米。哈，明白了吧。

锂电池还分带保护电路的（防止过充过放的电路）和不带的，大家应该都知道锂电池是不能过充过放的，如果电池

过充就是充满电了还在充电器不拿出来还长时间继续充会发生漏水或者爆炸，哦怕怕；如果过放，就是电池用到一

点电也没有了才去充，这样都会导致电池报废的，现在加装了保护电路就不会有这样的问题了，但是缺点就是体积

变大了，比不带保护电路的（就是上段说的电池尺寸）要大一点，直径增加1毫米左右，长度增加2毫米左右。使

得有些手电放电池的时候有些困难，需要慢慢摸索的才能塞进去，不过大部分手电都是可以轻松放进去的。

还有就是电池串联并联的问题，在这里讲一下，其实我们初中物理就学过的：

串联电流不变，电压为之前2倍；

并联电压不变，电流为之前2倍 。

如果您的电池是带保护电路的（带防过充过放功能）就不用看以下介绍了，以下主要是针对没有保护电路锂电池讲

解的：

新品电池的电量不是太多；要电池在第一次使用时，不需要充电时间太长，仅根据充电器的充电指示处理即可：

在充电时，根据充电器的充电快慢，当指示灯的颜色变化时就立即取出电池，不要过充，建议充电时间不要超过3-5

小时；

充完电，要把电池从充电器里取出；

选择充电器，要使用有防过充的充电器；

在使用时，根据电筒对电压的要求使用电池，不要乱用，以防烧坏电筒；

在使用中，当电筒的亮度发生明显变化时就要关闭电筒，防止过放，（不能同手机电池那样，用到手机自动关机，

这样电池就会过放，而不能再用）；

使用技巧：电筒在使用过程中，要保证散热正常，用手拿着就是最好的方式，建议放着点亮时间要根据电筒的发热

情况及时用手拿一下，以便散热；

电筒在使用时，建议每用30分钟后关闭2-3分钟，以便散热；注意电池的防水防潮防摔等。

第三章：电路

电池可以直驱（就是直接将电池的两端用导线链接到LED的正负接头上）大部分LED的，但是电流不稳定，有

大有小，容易造成LED寿命缩短产生光衰，所以控制电压和电流的手电筒专用电路就诞生了，电路主要有下几种：

讲之前先说个几个常识，什么是输入电压、电流和输出电压、电流。电筒的供电原理是电流从电池出来，经过电路

调整，然后输入到LED进行工作，所以输入电流、电压就是指电池端链接电路之间的电压和电流；输出电流、电

压就是指电路和LED之间的电流和电压。

1、升压电路。主要用于使用1AA、2AA电池的手电，因为大部分LED的工作电压在3.6左右，AA电池电压在1.2-1.5，

电压不够，需要将电压升到3.6才能使LED正常工作，也就产生了这种电路.

2、降压电路。一般用在双锂电手电筒上的，比如用2节16340的手电筒，LED的工作电压在3.6，而2节16340串

联的电压有7.5V左右，就需要把电路的输出电压降到3.6为LED供电。

3、自动升降压电路。顾名思义就是当电池电压高于LED的工作电压的时候就把输出电压降到LED的工作电压，当

电池电压低于LED工作电压的时候把输出电压升到LED的工作电压，这样就产生了恒压恒流，这就是最理想的电

路了。

对于区分电路的水平，大家习惯用效率来区分，当然还有发热、体积等因素，我这里给新手讲一下什么是电路的效

率，根据欧姆定律计算：功率等于电流乘以电压，所以电路效率就是指输出功率（输出电流乘以输出电压）除以输

入功率（输入电流乘以输入电压），一般一个好的电路效率在90％以上就是不错的了，那有人问了，那10％跑到

那里去了，哈，这10％让电路本身给消耗了，所以说电路消耗的电量越小，电池的利用率越高，这个电路的档次也

就越高。

第四章：筒身、反光杯

1、筒身。高档手电大部分都是铝合金外壳，材质都差不错，主要区别在表面处理上，一般大部分手电只要没有

特殊用途都是普通的氧化处理，以黑色、灰色为主。有些手电要求能够抗磨表面不掉色的，那就采用三级氧化处理，

处理后表面坚硬，用刀刮也不会出现痕迹，不过价格就高了。

2、灯杯。常见的有橙面杯和光面杯，橙面杯的表面是凹凸不平的橘皮状，特点是反光均匀，照射出的光斑漂亮；

光面杯的特点是反射效率高，聚光性能好，也就是远射效果好，但是照射出的光斑外圈有层光环让人感觉不完美。

过放电（Over discharge）

电池若是在放电过程中，超过电池放电的终止电压值，还继续放电时就可能会造成电池内压升高，正、负极活性物

质的可逆性遭到损坏，使电池的容量产生明显减少。

过充电（Over charge）

电池在充电时，在达到充满状态后，若还继续充电，可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等情况发生，电池的

性能也会显著降低和损坏。

能量密度（Energy density）

电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。一般在相同体积下，锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍，是

镍氢电池的1.8倍，因此在电池容量相等的情况下，锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小，重量更轻。

自我放电（Self discharge）

电池不管在有无被使用的状态下，由于各种原因，都会引起其电量损失的现象。若是以一个月为单位来计算的话，

锂离子电池自我放电约是1%-2%、镍氢电池自我放电约3%-5%。

充电循环寿命（Cycle life）

充电电池在反复充放电使用下，电池容量回逐渐下降到初期容量的60-80%。

记忆效应（Memory effect）

在电池充放电过程中，会在电池极板上产生许多小气泡，时间一久，这些气泡会减少电池极板的面积，也间接影响

电池的容量。