CN109428381A - 无线输入装置及其电源管理方法 - Google Patents

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CN109428381A CN201710851692.4A CN201710851692A CN109428381A CN 109428381 A CN109428381 A CN 109428381A CN 201710851692 A CN201710851692 A CN 201710851692A CN 109428381 A CN109428381 A CN 109428381A
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Abstract

本发明提供一种无线输入装置，包括一主要电池组，提供电源给该无线输入装置；一备用电池，在该主要电池组电力不足时提供电源给该无线输入装置；一发电装置，反应用户对该无线输入装置的按压/按触而产生电力；一储能/充电装置，耦接该备用电池与该发电装置，储存该发电装置产生的电力，且在所储存的电力至一既定量时对该备用电池进行充电；以及一切换装置，耦接该主要电池组和该备用电池，用以选择该主要电池组或该备用电池提供电源给该无线输入装置。

Description

无线输入装置及其电源管理方法
技术领域
本发明是有关于一无线输入装置，特为一具有多电力供应源的无线输入装置及其电源管理方法。
背景技术
相较于传统的有线输入装置，无线输入装置，如无线鼠标和无线键盘等，提供用户在计算机应用上更方便与具有弹性的输入方式。但无线输入装置需要电池提供电力，若该电池的电力耗尽即无法通过该无线输入装置操作计算机，此时用户只有在更新该电池后才能再次通过该无线输入装置操作计算机。又一般市售电池多以单包装含有多颗电池的方式贩卖，如无线输入装置仅使用一颗电池提供电力，可能会造成其他未使用的电池遗失或电力自然耗尽的情形发生。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种无线输入装置及电源管理方法，通过电源管理方法适当地调整无线输入装置中的多个电力供应源(电池)的供电。本发明提供的无线输入装置，包括一主要电池组，提供电源给该无线输入装置；一备用电池，在该主要电池组电力不足时提供电源给该无线输入装置；一发电装置，反应用户对该无线输入装置的按压/按触而产生电力；一储能/充电装置，耦接该备用电池与该发电装置，储存该发电装置产生的电力，且在所储存的电力至一既定量时对该备用电池进行充电；以及一切换装置，耦接该主要电池组和该备用电池，用以选择该主要电池组或该备用电池提供电源给该无线输入装置。
上述无线输入装置还包括一电源控制装置，且该主要电池组包括一第一电池和一第二电池。其中，该电源控制装置耦接该第一和该第二电池，且输出该第一电池所提供的电力，当该第一电池不足以供应电力时，则输出该第二电池所提供的电力。
上述切换装置为手动开关，当该第一和该第二电池不足以提供电力时，由使用者将该手动开关由一第一位置切换至一第二位置，以选择由该备用电池提供电力。
上述无线输入装置，还包括一驱动装置；当该手动开关位于该第二位置，且在用户更换该第一和该第二电池后，该驱动装置将该手动装置由该第二位置移回该第一位置，以选择该主要电池组提供电源。
本发明提供的电源管理方法，适用于上述的无线输入装置。该方法包括：检测该主要电池组的电压，当该主要电池组的电力不足时，通过该切换装置选择以该备用电池提供电源。以及于该备用电池供电的期间，若检测到该主要电池组已被更新，则通过该切换装置选择以更新后的该主要电池组提供电源。
附图说明
图1是依据本发明实施例的无线输入装置的电路方块示意图。
图2是依据本发明实施例的无线输入装置的电源控制装置的范例电路图。
图3-6是依据本发明实施例的无线输入装置的储能/充电装置的范例电路图。
图7A-7C是依据本发明实施例的无线输入装置的切换装置与驱动装置的操作范例。
图8是依据本发明实施例的无线输入装置的电源管理方法。
具体实施方式
现在将参考本发明的示例性实施例进行详细的描述，在附图中图解说明了所述实施例的示例，其中相同的参考数字始终指示相同的组件。但是，本发明可以以许多不同的形式来具体化，并且不应当被解释为限定于此处所阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得该公开彻底和完整，并且全面地向本领域的技术人员传递本发明的概念。下面通过参考附图来描述示例性实施例，以解释本发明。
图1显示依据本发明实施例的无线输入装置的电路方块示意图。无线输入装置100包括主要电池组102、备用电池BATT3、发电装置104、储能/充电装置106、切换装置108、电源控制装置110，以及驱动装置112。在此实施例中，无线输入装置100例如是应用于计算机的无线鼠标，但是并非限定于此；只要是可利用无线方式而对计算机进行数据输入或控制等的装置均是。
主要电池组102包括一第一电池BATT1和一第二电池BATT2，为无线输入装置100的主要电力来源。主要电池组102在第一电池BATT1或第二电池BATT2电力足够时提供电源给无线输入装置100，而备用电池BATT3在主要电池组102电力不足时提供电源给无线输入装置100。备用电池BATT3允许使用者在主要电池组102中的第一电池BATT1和一第二电池BATT2电力均不足供应电力时及在完成更新主要电池组102之前，可继续使用无线输入装置100。备用电池BATT3例如为可充电式电池，可储存发电装置104所产生的电力。备用电池BATT3的电力可确保在主要电池组102电力不足时，可提供给无线输入装置100。
在一实施例中，主要电池组100包含两独立设置的电池槽(未绘出)，分别用于放置第一电池BATT1和第二电池BATT2。
使用者使用无线输入装置100时，例如按压/按触其按键或滚轮等，发电装置104将按压/按触产生的机械能转换为电力，并将该电力传送至储能/充电装置106，其中发电装置104可为一压电装置、一发电马达或其它可将机动能换成电能的装置。
储能/充电装置106耦接备用电池BATT3与发电装置104，并暂时储存发电装置104所产生的电力。当所储存的电力到达一既定量时，储能/充电装置106对备用电池BATT3进行充电，以确保备用电池BATT3的电力充足。
电源控制装置110耦接第一电池BATT1和第二电池BATT2。电源控制装置110的功能，例如为默认地输出第一电池BATT1的电力，并且在第一电池BATT1电力不足时改为输出第二电池BATT2的电力。借由电源控制装置110依序选择第一电池BATT 1与第二电池BATT2提供电力，无线输入装置可有效的管理主要电池组102内第一电池BATT1与第二电池BATT2的电力使用。在此实施例中，第一电池BATT1与第二电池BATT2是分别独立的二个电池单元。然而，在某些应用下第一电池BATT1与第二电池BATT2亦可以是封装/包装在一起的单元。
切换装置108耦接备用电池BATT3以及电源控制装置110的输出。切换装置108是用以选择以电源控制装置110的输出或该备用电池BATT3，以提供电源给该无线输入装置100。切换装置108可在第一位置和第二位置之间切换，当在第一位置时切换装置108是选择电源控制装置110的输出，当在第二位置时切换装置108是选择该备用电池BATT3作为输出。当使用者发现无线输入装置100无法使用时，由该用户将切换装置108由第一位置切换至第二位置以选择备用电池BATT3提供电力。
无线输入装置100可选择性地设置驱动装置112连接至切换装置108，当在切换装置108位于该第二位置，且用户完成更新主要电池组102时，驱动装置112将使切换装置108由该第二位置移回该第一位置，以选择由电源控制装置110的输出(亦即主要电池组102)提供电源。其中驱动装置112可为一电磁阀，更新的主要电池组102所产生的电压可驱动该电磁阀完成一次性的推进动作，将切换装置108由该第二位置推回该第一位置。
此外，当第一电池BATT1与第二电池BATT2的电力皆不足时，亦可进一步设计使驱动装置112将切换装置108由该第一位置移至该第二位置，以选择备用电池BATT3提供电源，同时无线网络装置100送出一用户通知以提醒使用者需更新主要电池组102。
图2显示无线输入装置图1的电源控制装置110的范例电路图。如图2所示，电源控制装置110包括一N型金氧半场效晶体管(以下称之为NMOS晶体管)Q1，一输出选择电路U1、一电容C1与三个电阻R1～R3。其中NMOS晶体管Q1的源极S连接接地，漏极D连接电阻R3和输出选择电路U1的接脚S，闸极G连接电阻R1与R2。输出选择电路U1的接脚S连接NMOS晶体管Q1的漏极D与电阻R3，输出选择电路U1的接脚VCC连接第二电池BATT2与电容C1；接脚A连接切换装置108；接脚B2连接第二电池BATT2；接脚GND连接接地；接脚B1连接第一电池BATT1。接脚A即作为电源控制装置110的输出端。
输出选择电路U1是通过判断接脚S的逻辑电平以控制接脚A的输出状态，其中若判断接脚S的逻辑电平为高(H)，则输出选择电路U1选择将接脚B2接收的第二电池BATT2的电力输出至接脚A；若判断接脚S的逻辑电平为低(L)，则输出选择电路U1选择将接脚B1接收的第一电池BATT1的电力输出至接脚A。
考虑第一电池BATT1电力充足的情况，亦即第一电池BATT1输出为高电位。在此状态中，NMOS晶体管Q1的闸极G也为高电位，因此NMOS晶体管Q1成为导通状态，故漏极D的电压为低电位。输出选择电路U1的接脚S连接漏极D，因此接脚S的逻辑电平为低(L)，输出选择电路U1选择将接脚B1接收的第一电池BATT1的电力输出至接脚A以提供电力给无线输入装置100。
考虑第一电池BATT1电力不足，但第二电池BATT2电力充足的情况，亦即第一电池BATT1输出为低电位而BATT2输出为高电位。在此状态中，NMOS晶体管Q1为不导通(断路)状态。输出选择电路U1的接脚S通过电阻R3连接第二电池BATT2，逻辑电平为高(H)，因此输出选择电路U1选择将接脚B2接收的第二电池BATT2的电力输出至接脚A以提供电力给无线输入装置100。
由上述教示可知，当第一电池BATT1电源充足时，电源控制装置110输出BATT1的电力；而当第一电池BATT1电源不足且第二电池BATT2电源充足时，电源控制装置110则输出第二电池BATT2的电力。
图3显示无线输入装置图1的储能/充电装置106的一范例电路图。其中储能/充电装置106包括一运算放大器U1A、一比较器U1B，两开关SW2、SW3，一电容C2和一电阻R4，一控制逻辑302和一计数器304。其中运算放大器U1A连接电容C2与电阻R4形成一积分器，利用自电阻R4流入的电流对电容C2充电。开关SW3为一短路开关，连接至电容C2的两端，当开关SW3为短路状态时电容C2为放电状态。比较器U1B比较运算放大器U1A输出的电压与接地(即为0伏特(V))的电压，当电容C2被充电时U1A输出的电压为负值，则比较器U1B输出为高逻辑电平(H)；当通过开关SW3短路而清空电容C2的电能时U1A输出的电压为0V时，比较器U1B输出为低逻辑电平(L)。开关SW2为一二对一的耦接开关，可将电阻R4耦接至发电装置104或备用电池BATT3以切换储能与充电的程序。计数器304统计无线输入装置100的按键或滚轮306被按压的次数，其纪录的按压次数可为归零以利储能/充电程序的循环。控制逻辑302连接比较器U1B的输出与计数器304，并依据比较器U1B的输出电位(逻辑电平)与计数器304的计数而控制开关SW2与开关SW3。
上述图3的储能/充电程序如下。首先控制逻辑302送出一控制信号，使开关SW3闭合形成一短路，此时电容C2开始放电以清除其内部残余的电能。在电容C2放电过程中，运算放大器U1A的输出电压也会由一负值回升至0V。当U1A的输出电压为0V时，比较器U1B的输出也会从一逻辑高电位(H)转变成逻辑低电位(L)。在控制逻辑302检测到比较器U1B的输出为逻辑L状态时，即判断电容C2已放电完成，可以开始进行储能。控制逻辑302送出另一控制信号使开关SW3形成开路的状态，并且切换开关SW2使发电装置104与储能/充电装置106的电阻R4连接，并命令计数器304开始记录无线输入装置100(例如无线鼠标)的按键或滚轮306被按压的次数以开始储能的程序。当无线输入装置按键或滚轮306开始被按压，计数器304计数按压的次数，发电装置104也因应按压产生电流对电容C2充电。当计数器304统计的按压次数到达一既定值，亦即表示电容C2储存的电能已达到一既定量，计数器304送出一通知至控制逻辑302以表示储能程序完成可开始对备用电池BATT3的充电程序。此时控制逻辑302送出一控制命令，将开关SW2切换为将备用电池BATT3与储能/充电装置106的电阻R4连接，此时电容C2开始对备用电池BATT3进行充电。在电容C2对备用电池BATT3进行充电的过程中，运算放大器U1A的输出电压会由从负值向0V回升。当运算放大器U1A的输出电压为0V时，比较器U1B的输出也会从一逻辑高电平(H)转变成逻辑低电平(L)。在控制逻辑302检测到比较器U1B的输出为逻辑低电平(L)时，即判断电容C2已放电完成，并送出一控制命令将计数器归零。此时储能/充电装置106即可重复上述的储能/充电程序。
图4显示无线输入装置100的储能/充电装置106的另一范例电路图。其中图4的储能/充电装置106与图3的储能/充电装置106的差别在于：其中图3的储能/充电装置106的控制逻辑302连接比较器U1B的输出，并依据比较器U1B的输出逻辑电平判断电容C2是否完成放电；而图4的储能/充电装置106并无比较器U1B，而控制逻辑302连接运算放大器U1A的输出，并依据运算放大器U1A的输出电压判断电容C2是否完成放电，其中当运算放大器U1A输出为负电压时代表电容C2尚未放电完成，而当运算放大器U1A输出为0V时即代表电容C2已放电完成，此时储能/充电装置106即可重复储能/充电程序。
图5显示无线输入装置100的储能/充电装置106的另一范例电路图。其中图5的储能/充电装置106与图4的储能/充电装置106的差别在于：其中图4的储能/充电装置106的控制逻辑302连接计数器304，并依据计数器304统计的按压次数判断电容C2是否完成充电；而图5的储能/充电装置106并无计数器304，而控制逻辑302的接脚302a与302b连接运算放大器U1A的输出，并依据运算放大器U1A的输出电压判断电容C2是否完成充放电完成。其中当接脚302a检测到U1A的输出电压到达一既定值(在此实施例中但如达既定的一负电压值)，即判断电容C2已充电完成，可开始对备用电池BATT3的充电程序；而当接脚302b检测到U1A的输出电压为0V时，即判断电容C2已放电完成，此时储能/充电装置106即可重复储能/充电程序。
图6显示无线输入装置100的储能/充电装置106的另一范例电路图。其中图6的储能/充电装置106与图5的储能/充电装置106的差别在于：图6的储能/充电装置106并无计数器304，且以一电阻R5连接控制逻辑302以取代计数器304的功能。其中电阻R5两端分别连接电阻R4与开关SW2，而控制逻辑302的接脚302b与302c也分别连接电阻R5的两端。当按键或滚轮306被按压时，发电装置104因应按压产生一电流对电容C2充电。当该电流流经电阻R5时，会在电阻R5两端产生一电压，当该电压位于一既定范围内，控制逻辑302在其内部统计的按压次数记数一次。当该按压次数到达一既定值时，即判断电容C2已充电完成，可开始对备用电池BATT3的充电程序。
图7A至图7C为无线输入装置100的切换装置108与驱动装置112的操作范例。在图7A中，切换装置108位于第一位置108a，此时无线输入装置100使用电源控制装置110输出的电力。在图7B中，主要电池组102的电力不足，而切换装置108为用户手动切换至第二位置108b，此时无线输入装置100使用备用电池BATT3输出的电力。在图7C中，电源控制装置110检测到主要电池组102已更新，并借由驱动装置112将切换装置108由第二位置108b推往至第一位置108a，以选择电源控制装置110输出的电力。
图8为依据本发明实施例的电源管理方法，适用于上述的无线输入装置100。步骤802首先检测主要电池组102是否还具有充足的电力，其中无线输入装置的判断方式例如由电源控制装置110检测第一电池BATT1或第二电池BATT2的电力是否足够。若主要电池组102的电力足够，则进入步骤804；若发现主要电池组102电力不足时，进入步骤806。
在步骤804中，持续由主要电池组102提供电源给无线输入装置100，并回到步骤802以持续监控主要电池组102的电力状态。
在步骤806中，通过将切换装置由第一位置108a切换至第二位置108b以选择备用电池BATT3提供电力给无线输入装置100。其中该切换动作可由用户手动将切换装置108由第一位置移108a至第二位置108b，或在另一实施例中，借由驱动装置112将切换装置108由第一位置108a推往至第二位置108b。
在步骤808，检查主要电池组102是否已更新，主要电池组102的更新与否可借由电源控制装置110判断第一电池BATT1和第二电池BATT2的电压达到一既定电压电平而得。若主要电池组102未更新则进入步骤810；若主要电池组102已更新则进入步骤812。
在步骤810，持续由备用电池BATT3提供电力给无线输入装置100，并回到步骤808持续监控主要电池组102是否已更新。
在步骤812，检查切换装置108的位置使否为第一位置。若切换装置108已移回于该第一位置108a，则进入步骤816。如切换装置108仍于该第二位置108b，则进入步骤814借由驱动装置112将切换装置108由该第二位置移回于该第一位置108a，再进入步骤816。
在步骤816中，由主要电池组102提供电力给无线输入装置100，并回到步骤802以持续监控主要电池组102的电力状态。
本说明的规范与图例应为举例教示而非限制作用。任何本领域技术人员在不脱离本发明及后附的申请专利范围的精神与范围内，当可做些许的更动与润饰。
符号说明
100～无线输入装置
102～主要电池组
104～发电装置
106～储能/充电装置
108～切换装置
108a～第一位置
108b～第二位置
110～电源控制装置
112～驱动装置
BATT1～第一电池
BATT2～第二电池
BATT3～备用电池
U1～连接电路
S～接脚
VCC～接脚
A～接脚
B1～接脚
B2～接脚
GND～接脚
U1B～比较器
Q1～N型金氧半场效晶体管(NMOS晶体管)U1A～运算放大器
R1-R5～电阻
C1-C2～电容
SW2-SW3～开关
302～控制逻辑
302a-302c～接脚
304～计数器
306～按键或滚轮
800～电源管理方法
802-816～步骤

Claims (10)

1.一种无线输入装置，包括：
一主要电池组，提供电源给该无线输入装置；
一备用电池，在该主要电池组电力不足时提供电源给该无线输入装置；
一发电装置，反应用户对该无线输入装置的按压/按触而产生电力；
一储能/充电装置，耦接该备用电池与该发电装置，储存该发电装置产生的电力，且在所储存的电力至一既定量时对该备用电池进行充电；以及
一切换装置，耦接该主要电池组和该备用电池，用以选择该主要电池组或该备用电池提供电源给该无线输入装置。
2.如权利要求1所述的无线输入装置，其中该主要电池组包括一第一电池和一第二电池。
3.如权利要求2所述的无线输入装置，还包括一电源控制装置；
其中，该电源控制装置耦接该第一和该第二电池，且输出该第一电池所提供的电力，当该第一电池不足以供应电力时，则输出该第二电池所提供的电力。
4.如权利要求2所述的无线输入装置，其中，该切换装置为手动开关，当该第一和该第二电池不足以提供电力时，由该使用者将该手动开关由一第一位置切换至一第二位置，以选择由该备用电池提供电力。
5.如权利要求4所述的无线输入装置，还包括一驱动装置；当该手动开关位于该第二位置，且在该用户更换该第一和该第二电池后，该驱动装置将该手动装置由该第二位置移回该第一位置，以选择该主要电池组提供电源。
6.如权利要求1所述的无线输入装置，其中，该发电装置为压电材料装置或发电马达，响应该使用者的按压/按触而产生电力。
7.一种电源管理方法，适用于如权利要求1所述的无线输入装置，该方法包括：
检测该主要电池组的电压；
当该主要电池组的电力不足时，通过该切换装置选择以该备用电池提供电源；以及
于该备用电池供电的期间，若检测到该主要电池组已被更新，则通过该切换装置选择以更新后的该主要电池组提供电源。
8.如权利要求7所述的电源管理方法，其中还包括耦接一电源控制装置至该主要电池组内的一第一电池与一第二电池，且通过该电源控制装置输出该第一电池所提供的电力，当该第一电池不足以供应电力时，则通过该电源控制装置输出该第二电池所提供的电力。
9.如权利要求7所述的电源管理方法，其中当该主要电池组的电力不足时，通过使用者手动切换该切换装置以选择该备用电池提供电源。
10.如权利要求9所述的电源管理方法，其中，在该备用电池供电的期间还检测该主要电池组是否已被更新；当检测到该主要电池组已被更新时，是通过致能一驱动装置切换该切换装置以选择更新后的该主要电池组提供电源。
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