CN113965104B - 一种自发电无线鼠标及自发电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无线鼠标技术领域，公开了一种自发电无线鼠标及自发电方法。包括压电发电装置，储能元件，整流模块和电磁感应发电装置，所述压电发电装置包括鼠标左右键，弹簧和压电片；所述电池感应发电装置包括球形磁性导体、中空的圆环状圆环形导体和定位杆；本发明的电磁感应发电装置的结构设计，结合压电发电装置，能够产生足够的电能，两种方式结合提高了作用在鼠标上的机械能的利用率。利用整流模块将电磁感应产生的交流电转换为直流电，从而能够稳定的给储能元件供电，整流模块中使用的同步整流电路大大减低了功率损耗。自发电产生的电能存储在储能元件中，由储能元件给鼠标提供电能的方式，实时性和可靠性大大提升。

Description

一种自发电无线鼠标及自发电方法
技术领域
本发明属于无线鼠标技术领域，尤其涉及一种自发电无线鼠标及自发电方法。
背景技术
随着科技和社会的进步，移动设备的使用越来越广泛，特别是笔记本电脑，由于其携带的便利性，使其成为越来越多的人工作和学习的必需品。因此，也对其外设出现了各种各样的需求，如无线鼠标。无线鼠标常采用电池供电的方式，这种供电方式会造成频繁的更换电池而带来的环境污染问题，以及电池更换不及时或者充电不及时而造成的无法使用的问题，为了解决上述问题，本发明提出一种自发电鼠标。
现有技术大都是利用电磁感应发电的发电装置，通过移动或点击鼠标来产生电磁感应实现发电，然后直接给鼠标供电。
现有技术中，无论是通过移动鼠标还是点击鼠标通过电磁感应产生的电流的方向是不确定的，而无线鼠标需要的供电电流为直流电，所以上述发电方式无法稳定的给无线鼠标供电。其次，在现有技术中，都是采取自发电之后直接给鼠标供电的方式，在使用鼠标前要先进行发电才能使用，从而造成使用鼠标的实时性和便利性较差。
发明内容
本发明目的在于提供一种自发电无线鼠标及自发电方法,以解决无线鼠标需频繁更换电池造成的环境污染以及电池更换不及时或者充电不及时造成无法使用的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的一种自发电无线鼠标及自发电方法的具体技术方案如下：
一种自发电无线鼠标，包括压电发电装置，储能元件，整流模块和电磁感应发电装置，所述压电发电装置包括鼠标左右键，弹簧和压电片；所述鼠标左右键依次连接弹簧、压电片，所述压电片的输出端连接整流模块的输入端，所述整流模块的输出端连接储能元件的输入端；所述电池感应发电装置包括球形磁性导体、中空的圆环状圆环形导体和定位杆；所述定位杆横跨鼠标左右两侧并固定，所述定位杆中间固定圆环形导体，所述圆环形导体上缠有线圈，线圈的输出端连接整流模块的输入端，所述球形磁性导体置于圆环形导体的空腔内，所述球形磁性导体的直径略小于圆环形导体的空腔内径。
进一步的，点击鼠标左右键时弹簧被压缩，弹簧的压力使得压电片发生形变产生电流，产生的电流经过整流电路变为直流电且符合储能元件的输入范围的电能存储在储能元件中，储能元件的电能供无线鼠标使用。
进一步的，当滑动鼠标时，会带动圆环形导体内的球形磁性导体运动，从而切割线圈，产生感应电流。
进一步的，所述电磁感应发电装置产生的感应电流经过整流模块后，变为方向确定的直流电从而存储到储能元件中。
进一步的，所述整流模块的整流电路输入端H1的第一端口连接V1的D极，和V2的G极；H1的第二端口连接V1的G极、V2的D极以及电感L1的一端，电感L1的另一端连接整流电路的输出端OUT+和电容C1的一端，电容C1的另一端连接V1的S极、V2的S极以及地端；在H1端输入的电压为正时，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在H1端输入的电压为负时，V1关断，V2导通，V2起到续流作用。
进一步的，所述V1、V2型号为MOSFET-N；电感L1的电感值为10mH，电容C1的电容值为0.1uF。
进一步的，还包括降压电路，所述降压电路中的稳压芯片U1的VIN端口连接整流电路的输出端OUT+以及电容C2的正极和电容C3的一端；U1的VOUT端口连接电容C4的一端、电容C5的一端以及降压电路的输出端；U1的GND端口、C2的负极、C3的另一端、C4的另一端以及C5的另一端接地。
进一步的，其中C2、C3、C4、C5均为滤波电容，电容值分别为200uF、0.1uF、0.1uF和47uF，U1的型号为PW6566。
本发明还公开了一种无线鼠标自发电的方法，包括如下步骤：
压电发电步骤：在无线鼠标左右键下面连接弹簧和压电片；点击鼠标左右键时弹簧被压缩，弹簧的压力使得压电片发生形变产生电流，产生的电流经过整流电路变为直流电且符合储能元件的输入范围的电能存储在储能元件中，储能元件的电能供无线鼠标使用；
电磁感应发电步骤：将中空的圆环形导体安装在无线鼠标内，圆环形导体上缠绕线圈，在圆环形导体的空腔内放入球形磁性导体，当滑动鼠标时，会带动圆环形导体内的球形磁性导体运动，从而切割线圈，产生感应电流；
同步整流步骤：将压电片的输出端连接到整流模块的输入端；将线圈的输出端连接到整流模块的输入端，整流模块的输出端连接到储能元件的输入端；整流采用V1和V2两个功率MOSFET，在H1端输入的电压为正时，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在H1端输入的电压为负时，V1关断，V2导通，V2起到续流作用；
进一步的，还包括降压步骤：使用稳压芯片PW6566将电压降到1.5V后存储在储能元件中。
本发明的一种自发电无线鼠标及自发电方法具有以下优点：本发明的电磁感应发电装置的结构设计，在鼠标滑动时能够使球形磁性导体在圆环形导体内频繁、流畅的运动，结合压电发电装置，能够产生足够的电能，两种方式结合提高了作用在鼠标上的机械能的利用率。利用电磁感应产生的电流是方向不确定的交流电，而一般电池等储能元件或者鼠标本身所需的供电需要的是直流电，所以利用整流模块将电磁感应产生的交流电转换为直流电，从而能够稳定的给储能元件供电，其中整流模块中使用的同步整流电路大大减低了功率损耗。自发电产生的电能存储在储能元件中，由储能元件给鼠标提供电能的方式，相较自发电产生的电能直接给鼠标供电的方式，实时性和可靠性大大提升。
附图说明
图1为本发明的自发电无线鼠标内部结构示意图；
图2为本发明的电磁感应发电装置局部结构示意图；
图3为本发明的压电发电装置结构示意图；
图4为本发明的整流电路结构示意图；
图5为本发明的降压电路结构示意图；
图中标记说明：1、压电发电装置；2、储能元件；3、整流模块；4、球形磁性导体；5、圆环形导体；6、定位杆；7、线圈；8、鼠标左右键；9、弹簧；10、压电片。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种自发电无线鼠标及自发电方法做进一步详细的描述。
如图1所示，本发明的一种自发电无线鼠标，包括压电发电装置1，储能元件2，整流模块3，球形磁性导体4，圆环形导体5，定位杆6，圆环形导体5上缠有线圈7，压电发电装置1包括鼠标左右键8，弹簧9，压电片10。
如图3所示，鼠标左右键8依次连接弹簧9、压电片10，压电片10的输出端连接整流模块3的输入端，整流模块3的输出端连接储能元件2的输入端。点击鼠标左右键8时按压弹簧9，从而使得压电片10发生形变产生电流，产生的电流经过整流电路3变为直流电且符合储能元件2的输入范围的电能存储在储能元件2中，储能元件2的电能供无线鼠标使用。
定位杆6横跨鼠标左右两侧并固定，定位杆6中间固定圆环形导体5，定位杆6用于将圆环形导体5固定在鼠标内。如图2所示，圆环形导体5为中空的圆环状，球形磁性导体4置于圆环形导体5的空腔内，球形磁性导体4的直径略小于圆环形导体5的空腔内径。线圈7的输出端连接整流模块3的输入端，整流模块3的输出端连接储能元件2的输入端。滑动鼠标时，会带动圆环形导体5内的球形磁性导体4运动，从而切割线圈7，产生感应电流。
因球形磁性导体4的运动轨迹是随机的，即通过电磁感应产生的电流的方向是不确定的，将产生的感应电流经过整流模块3后，变为方向确定的直流电从而存储到储能元件2中。如图4所示，整流模块3的整流电路输入端H1的第一端口连接V1的D极，和V2的G极；H1的第二端口连接V1的G极、V2的D极以及电感L1的一端，电感L1的另一端连接整流电路的输出端OUT+和电容C1的一端，电容C1的另一端连接V1的S极、V2的S极以及地端。V1、V2型号为MOSFET-N。电感L1的电感值为10mH，电容C1的电容值为0.1uF。在H1端输入的电压为正时，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在H1端输入的电压为负时，V1关断，V2导通，V2起到续流作用。相比较传统的二极管桥式整流电路，同步整流电路的优点是，可以大大降低功率的损耗，提高电路的效率。
由于整流电路输出的电压不稳定，不能直接供给储能元件，需要使用稳压芯片PW6566将电压降到1.5V，如图5所示，稳压芯片U1的VIN端口连接整流电路的输出端OUT+以及电容C2的正极和电容C3的一端；U1的VOUT端口连接电容C4的一端、电容C5的一端以及降压电路的输出端。U1的GND端口、C2的负极、C3的另一端、C4的另一端以及C5的另一端接地。其中C2、C3、C4、C5均为滤波电容，电容值分别为200uF、0.1uF、0.1uF和47uF。U1的型号为PW6566。
本发明还公开了一种无线鼠标自发电方法，包括如下步骤：
压电发电步骤：在无线鼠标左右键8下面连接弹簧9和压电片10。点击鼠标左右键8时弹簧9被压缩，弹簧9的压力使得压电片10发生形变产生电流，产生的电流经过整流电路3变为直流电且符合储能元件2的输入范围的电能存储在储能元件2中，储能元件2的电能供无线鼠标使用。
电磁感应发电步骤：将中空的圆环形导体5安装在无线鼠标内，圆环形导体上缠绕线圈7，在圆环形导体5的空腔内放入球形磁性导体4，球形磁性导体4的直径略小于圆环形导体5的空腔内径。滑动鼠标时，会带动圆环形导体5内的球形磁性导体4运动，从而切割线圈7，产生感应电流。
同步整流步骤：将压电片10的输出端连接到整流模块3的输入端。将线圈7的输出端连接到整流模块3的输入端，整流模块3的输出端连接到储能元件2的输入端。整流采用V1和V2两个功率MOSFET，在H1端输入的电压为正时，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在H1端输入的电压为负时，V1关断，V2导通，V2起到续流作用。
降压步骤：使用稳压芯片PW6566将电压降到1.5V后存储在储能元件2中。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种自发电无线鼠标的自发电的方法，所述自发电无线鼠标，包括压电发电装置（1），储能元件（2），整流模块（3）和电磁感应发电装置，所述压电发电装置（1）包括鼠标左右键（8），弹簧（9）和压电片（10）；所述鼠标左右键（8）依次连接弹簧（9）、压电片（10），所述压电片（10）的输出端连接整流模块（3）的输入端，所述整流模块（3）的输出端连接储能元件（2）的输入端；所述电磁感应发电装置包括球形磁性导体（4）、中空的圆环状圆环形导体（5）和定位杆（6）；所述定位杆（6）横跨鼠标左右两侧并固定，所述定位杆（6）中间固定圆环形导体（5），所述圆环形导体（5）上缠有线圈（7），线圈（7）的输出端连接整流模块（3）的输入端，所述球形磁性导体（4）置于圆环形导体（5）的空腔内，所述球形磁性导体（4）的直径略小于圆环形导体（5）的空腔内径，所述整流模块（3）的整流电路输入端H1的第一端口连接V1的D极，和V2的G极；H1的第二端口连接V1的G极、V2的D极以及电感L1的一端，电感L1的另一端连接整流电路的输出端OUT+和电容C1的一端，电容C1的另一端连接V1的S极、V2的S极以及地端；在H1端输入的电压为正时，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在H1端输入的电压为负时，V1关断，V2导通，V2起到续流作用，所述V1、V2型号为MOSFET-N；电感L1的电感值为10mH，电容C1的电容值为0.1uF；还包括降压电路，所述降压电路中的稳压芯片U1的VIN端口连接整流电路的输出端OUT+以及电容C2的正极和电容C3的一端；U1的VOUT端口连接电容C4的一端、电容C5的一端以及降压电路的输出端；U1的GND端口、C2的负极、C3的另一端、C4的另一端以及C5的另一端接地，其中C2、C3、C4、C5均为滤波电容，电容值分别为200uF、0.1uF、0.1uF和47uF，U1的型号为PW6566；其特征在于，所述方法包括如下步骤：
压电发电步骤：在无线鼠标左右键（8）下面连接弹簧（9）和压电片（10）；点击鼠标左右键（8）时弹簧（9）被压缩，弹簧（9）的压力使得压电片（10）发生形变产生电流，产生的电流经过整流电路（3）变为直流电且符合储能元件（2）的输入范围的电能存储在储能元件（2）中，储能元件（2）的电能供无线鼠标使用；
电磁感应发电步骤：将中空的圆环形导体（5）安装在无线鼠标内，圆环形导体上缠绕线圈（7），在圆环形导体（5）的空腔内放入球形磁性导体（4），当滑动鼠标时，会带动圆环形导体（5）内的球形磁性导体（4）运动，从而切割线圈（7），产生感应电流；
同步整流步骤：将压电片（10）的输出端连接到整流模块（3）的输入端；将线圈（7）的输出端连接到整流模块（3）的输入端，整流模块（3）的输出端连接到储能元件（2）的输入端；整流采用V1和V2两个功率MOSFET，在H1端输入的电压为正时，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在H1端输入的电压为负时，V1关断，V2导通，V2起到续流作用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，点击鼠标左右键（8）时弹簧（9）被压缩，弹簧（9）的压力使得压电片（10）发生形变产生电流，产生的电流经过整流电路（3）变为直流电且符合储能元件（2）的输入范围的电能存储在储能元件（2）中，储能元件（2）的电能供无线鼠标使用。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当滑动鼠标时，会带动圆环形导体（5）内的球形磁性导体（4）运动，从而切割线圈（7），产生感应电流。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电磁感应发电装置产生的感应电流经过整流模块（3）后，变为方向确定的直流电从而存储到储能元件（2）中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括降压步骤：使用稳压芯片PW6566将电压降到1.5V后存储在储能元件（2）中。
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