CN1633010A - 非接触式电源感应电路及其应用 - Google Patents

Abstract

一种非接触式电源感应电路，该电源感应电路包括可调频式振荡电路、驱动电路、谐振电路、反馈电路和微处理器，其中可调频振荡电路与驱动电路电连接，反馈电路分别与谐振电路和微处理器电连接，并将谐振电路的电信号反馈给微处理器，微处理器分别与反馈电路和振荡电路电连接，微处理器根据信号处理结果调整振荡电路的振荡频率，以便获得最佳频率。该电路可以用作无线鼠标，无线键盘，背光板，手写笔中，是理想的非接触式充电电源，还可以用作频率辨识系统(RFIS)中。

Description

非接触式电源感应电路及其应用

技术领域：

本发明涉及一种非接触式电源感应电路及其应用，具体地说主要是透过交流信号，将谐振能量以无线的方式传输给相应的接收设备从而实现无线供电，以及应用该电源感应电路的电子器件。

背景技术

通常来说，个人电脑、笔记本电脑或所谓移动电脑所使用的无线鼠标，其所强调的无线功能是在于鼠标与接收器间的无线信号传输，至于接收器本身则另外安置于电脑主机的周边或内部，以就近取得电源，并与电脑主机板的电路连结。因此，鼠标必须具备电池以供驱动鼠标中的电路，方得以将鼠标移动的位置以讯号发出，再借由前述的接收器接收后，传输给电脑主机。

然而，如此的设计将使得鼠标的电源受限于电池电力的供给，使用者在无法确认鼠标的电力在何时会耗尽的情况下，以致于在操作电脑的过程中因为鼠标的电池电力不足或突然的耗尽，进而造成电脑使用的中断，甚至于会因此影响电脑系统的正常执行。

鼠标的使用主要是方便使用者移动荧幕上的游标，加上鼠标移动的灵敏度将直接影响其信号的准确性，因此一般鼠标多是靠置在一俗称鼠标垫的平面物体上，以令鼠标移动时可以获得较佳的灵敏性；鼠标垫的功能固然重要，但却因为其主体结构未能与电脑硬体有效整合，在实际使用时反而会被忽略而未加以应用，以致于降低鼠标的运作品质。

当电源供应装置(或是电源感应电路)所产生的谐振主要是经过内部的电感L及电容C所产生的，其所预期产生的谐振频率是利用组装既定规格的电感、电容所达成；然而，相同规格的电容或是相同规格的电感实际的运作效能仍旧会有些许的差异，以致於类似的电源供应装置(或是电源感应电路)在生产过程中必须另外增加相关的调整零件对电感或电容之运作效能进行补偿，且其调整零件必须经由专业技术人员进行繁复的调校才能让所产生的谐振频率达到要求的范围；因此，类似电源供应装置(或是电源感应电路)所产生的能量一直无法有效提升。

发明内容

为了解决上述问题，在此提供一种非接触式电源感应电路，该电源感应电路包括可调频式振荡电路，驱动电路，谐振电路，反馈电路和微处理器，其中可调频振荡电路与驱动电路电连接，并将产生的电信号经过驱动电路放大后提供给谐振电路反馈电路分别与谐振电路和微处理器电连接，并将谐振电路的电信号反馈给微处理器；微处理器分别与反馈电路和振荡电路电连接，微处理器分析并处理所接收到的电信号，并根据处理结果调整振荡电路的振荡频率，以便获得最佳频率。

还进一步包括信号处理电路，所述的信号处理电路分别与谐振电路和微处理器电连接并进行无线信号传递。

将微处理器整合到反馈电路中，并提供第二微处理器与信号处理电路电连接，以便提高无线信号传输的速度。

在微处理器中建立对驱动电路切换功能，在相对应的接收设备工作的情况下，将驱动电路保持在正常的供电状态，在相对应的接收设备非工作的情况下，将驱动电路保持在低输出的供电状态。

反馈电路与另外一个第二微处理器整合，以便提高无线信号的传输速度。

该电路还设置有电源线或电源接口，和/或信号线或信号线接口。

利用非接触式电源感应电路的鼠标垫，该鼠标垫包括鼠标靠置使用的垫体，及设置在垫体中的非接触式电源感应电路。所述的非接触式电源感应电路中所述的谐振电路为发射接收线圈，该发射接收线圈产生高频信号并发送给鼠标，以及用来接收鼠标的无线信号，从而实现对无线鼠标的供电功能。

一种键盘其中鼠标垫置于键盘的下层并通过转轴或滑槽或滑轨与键盘相连，并可相对于键盘抽出或转出。所述的非接触式电源感应电路中所述的谐振电路为发射接收线圈，该发射接收线圈产生高频信号并发送给鼠标，以及用来接收鼠标的无线信号，从而实现对无线鼠标的供电功能。

非接触式电源感应电路作为该无线键盘的供电电路，实现该键盘的无线功能。

一种使用上述鼠标垫的笔记本电脑，其特征在于鼠标垫电连接于笔记本电脑中，且该鼠标垫可相对于笔记本电脑转动、移动、移动并转动。

非接触式电源感应电路中所述的谐振电路为发射接收线圈，该发射接收线圈产生高频信号并发送给鼠标，以及用来接收鼠标的无线信号，从而实现对无线鼠标的供电功能。

所述的鼠标垫位于笔记本电脑的下层，鼠标垫通过转轴或滑槽或滑轨与笔记本电脑相连，可相对于笔记本电脑抽出或转出。

一种利用非接触式电源感应电路的手写笔。

一种利用非接触式电源感应电路的背光板。

附图说明

图1所示为第一实施例的原理框图；

图2所示为第一实施例的基本电路框图；

图3所示为第二实施例的原理框图；

图4所示为第三实施例的原理框图；

图5所示为第四实施例的原理框图；

图6所示为第五实施例的原理框图；

图7所示为基于该电路的鼠标垫、鼠标及键盘的组合。

具体实施方式

本发明的非接触式电源感应电路，是一种透过交流信号将谐振能量以无线传输方式发送给相对应的接收设备的电路，从而实现对接收设备进行充电，或者是即时供应接收设备以作为电源的电源感应电路。在实际的使用过程中，可以应用在对鼠标垫、无线鼠标、无线键盘、背光板、触控面板、手写笔、笔记本电脑等接收设备的电源传输上，让无线鼠标或无线键盘等接收设备不需要透过任何的电路接点接触(即所称的非接触式传输)，获得即时运作所需的电源，或是对设备内部所设的蓄电元件进行充电等非接触式.的充电产品上；甚至，可应用在射频辨识系统(Radio Frequency Identification System，简称RFID系统)中用以产生无线电波磁场(Field)的电路。

下面结合五个具体实施例来说明该非接触式电源感应电路：

实施例一：

在图1和图2中，整个电路整合有放大电路11、谐振电路12、反馈电路13、微处理器14(第一微处理器)以及可调频振荡电路15；由可调频振荡电路15所产生的振荡信号经放大电路11放大，并将放大后的交流电信号传输给谐振电路12，信号透过谐振电路12内部的电感L、电容C将所输入的交流电具有谐振的特性(频率 $f=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}}$ )，即可让相对应接收设备20的线圈接收此信号之谐振，并且将谐振能量转换成為电能，从而实现无线供电。

在目前已有的技术当中，单纯靠电容C、电感L所产生的谐振频率，并不会因為所组装的零件规格相同就能产生预期的谐振频率，因此，本发明的发明点是利用反馈电路13将谐振电路12的电压或电流传送到第一微处理器14，由第一微处理器14对所侦测的电压或电流值进行分析(取得实际所产生的谐振品质，并且比对出与所预先设定的谐振品质之间的差异程度)，并将比较结果送到可调频振荡电路15以调整其频率，从而得到最佳的谐振频率；据此在整个电源感应电路的生产过程中可完全省去繁琐的调校工序，而得以有效地提升非接触式电源感应电路的生产效率。

实施例二：

再如图3所示，本发明的电源感应电路还可以进一步整合一个专门用以进行无线讯号传递的信号处理电路16，而让电源感应电路10做为可与个人电脑(PC)或相关类似设备相联结的无线信号传输设备(例如无线鼠标、无线键盘的信号接收器)，在具体实施时，可以如图3所示，由原本用以分析/调整谐振品质的微处理器(即第一微处理器14)，做为电源以及无线信号的联结。

实施例三：

或者如图4所示，将原本用以分析/调整谐振品质的微处理器(图中未示出)整合在反馈电路13中，在反馈电路13外部另外整合一专门作为信号联结的第二微处理器17，以期能够达到有效分工，不至于降低了无线信号传输的速度。

由於本发明的非接触式电源感应电路也可以应用与相对应的接收设备20不工作时，可持续对接收设备20内部所设置的蓄电元件进行充电。

实施例四：

如图5所示，可在原来用以分析/调整谐振品质的微处理器(即图5所示的第一微处理器14)中建入具有切换功能的切换驱动电路11，在收到接收设备20发出无线讯号的状况下，则将驱动电路11保持在正常供电的模式下；反之，在没有接收到接收设备20发出无线讯号的情况下(即接收设备处于不工作的状态)，则由第一微处理器14将驱动电路11切换至降低输出的运作模式下，以避免造成不必要的电力消耗。

实施例五：

还可以如图6所示，将用以分析/调整谐振品质的微处理器整合在反馈电路13中，并且在反馈电路13的外部另外整合一个第二微处理器17，而同样可以达到节省电力消耗的节能之功效，并且不至于降低无线信号的传输速度。

在图7中给出了鼠标、鼠标垫和键盘的组合使用情况，该鼠标21、使用前述技术方案中所使用的电源感应电路的鼠标垫以及与它们搭配使用键盘，其中该电路以能量无线传输的方式为设置在鼠标中的接收设备蓄电设备供电。

另外，还可以根据应用上述非接触式电源感应电路鼠标垫的一种笔记本电脑。其中鼠标垫为呈可供鼠标靠置使用的薄片状结构体，其位于笔记本电脑的下层通过转轴连于笔记本电脑上。或者在笔记本电脑的下层有空腔，鼠标垫可收纳于空腔内，或是抽出笔记本电脑外部供鼠标靠置使用；或者鼠标垫以翻折掀盖的方式通过转轴连于笔记本电脑的底层；鼠标垫设在笔记本电脑或称作行动电脑的下层的方式设置；或者鼠标垫与笔记本电脑相连接，或透过键盘与桌上型电脑主机相连接。

也可以是一种键盘，其中鼠标垫置于键盘的下层并通过转轴或滑槽或滑轨与键盘相连，并可相对于键盘抽出或转出。所述的非接触式电源感应电路中所述的谐振电路为发射接收线圈，该发射接收线圈产生高频信号并发送给鼠标，以及用来接收鼠标的无线信号，从而实现对无线鼠标的供电功能。

一种使用上述鼠标垫的笔记本电脑，我们可以将鼠标垫连接于笔记本电脑上，且该鼠标垫可相对于笔记本电脑转动、移动、移动并转动。发射接收线圈产生高频信号并发送给鼠标，以及用来接收鼠标的无线信号，从而实现对无线鼠标的供电功能。鼠标垫位于笔记本电脑的下层，鼠标垫通过转轴或滑槽或滑轨与笔记本电脑相连，可相对于笔记本电脑抽出或转出。

还可以应用为一种利用非接触式电源感应电路的手写笔。

还可以应用为一种利用非接触式电源感应电路的背光板。

上文的详细说明是针对本发明的一些可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施例或变更，例如等变化的等效性实施例，均应包含于本案的专利范围内。

Claims (17)

1、一种非接触式电源感应电路，该电源感应电路(10)包括：

可调频式振荡电路(15)；

驱动电路(11)；

谐振电路(12)；

反馈电路(13)和微处理器(14)，

其中驱动电路(11)分别与可调频振荡电路(15)和谐振电路(12)电连接，并将产生的电信号经过驱动电路放大后提供给谐振电路(12)；

反馈电路分别与谐振电路和微处理器电连接，并将谐振电路的电信号反馈给微处理器(14)；

微处理器(14)分别与反馈电路和振荡电路电连接，微处理器分析并处理所接收到的电信号，并根据处理结果调整振荡电路(15)的振荡频率，以便获得最佳频率。

2、根据权利要求1所述的电源感应电路，其中：

还进一步包括信号处理电路(16)，所述的信号处理电路分别与谐振电路(12)和微处理器(14)电连接，便于整个的电源感应电路(10)进行无线信号传递。

3、根据权利要求2所述的电源感应电路，其中：

将微处理器整合到反馈电路(13)中，并提供第二微处理器(17)与信号处理电路(16)电连接，以便提高无线信号传输的速度。

4、根据权利要求2所述的电源感应电路，其中：

在微处理器(14)中建立对驱动电路的切换功能，在相对应的接收设备工作的情况下，将驱动电路保持在正常的供电状态；

在相对应的接收设备非工作的情况下，将驱动电路保持在低输出的供电状态。

5、根据权利要求3所述的电源感应电路，其中反馈电路(13)与另外一个第二微处理器整合，以便提高无线信号的传输速度。

6、根据前述任一权利要求所述的电源感应电路，其中设置有电源线或电源接口，和/或信号线或信号线接口。

7、一种鼠标垫，该鼠标垫包括鼠标靠置使用的垫体，及在该垫体中设置有权利要求1-6中任何一个所述的非接触式电源感应电路(10)，该非接触式电源电路为鼠标供电。

8、根据权利要求7所述的鼠标垫，其中：

所述的非接触式电源感应电路中所述的谐振电路为发射接收线圈，该发射接收线圈产生高频信号并发送给鼠标(21)，以及用来接收鼠标的无线信号，从而实现对无线鼠标(21)的供电功能。

9、一种带有权利要求7中所述的鼠标垫的键盘，鼠标垫置于键盘的下层并通过转轴或滑槽或滑轨与键盘相连，并可相对于键盘抽出或转出。

10、根据权利要求9所述的键盘，其中：

所述的非接触式电源感应电路(10)中所述的谐振电路为发射接收线圈，该发射接收线圈产生高频信号并发送给鼠标(21)，以及用来接收鼠标(21)的无线信号，从而实现对无线鼠标的供电功能。

11、根据权利要求9所述的键盘，所述的鼠标垫与键盘之间通过电源线或/和信号线相连或通过电源线和/或信号线用于与电脑主机相连。

12、一种计算机的键盘，该键盘具有权利要求1-6中任何一个所述的非接触式电源感应电路，该非接触式电源感应电路作为该无线键盘的供电电路，实现该键盘的无线功能。

13、一种笔记本电脑，该笔记本电脑具有权利要求7中所述的非接触式电源感应电路，其特征在于鼠标垫电连接于笔记本电脑中，且该鼠标垫可相对于笔记本电脑转动、移动、移动并转动。

14、根据权利要求13所述的笔记本电脑，其中：

所述的非接触式电源感应电路(10)中所述的谐振电路为发射接收线圈，该发射接收线圈产生高频信号并发送给鼠标(21)，以及用来接收鼠标的无线信号，从而实现对无线鼠标的供电功能。

15、根据权利要求13或14所述的笔记本电脑，其中：

所述的鼠标垫位于笔记本电脑的下层，鼠标垫通过转轴或滑槽或滑轨与笔记本电脑相连，可相对于笔记本电脑抽出或转出。

16、一种手写笔，该手写笔中具有如权利要求1至6中任何一个所述的非接触式感应电路。

17、一种背光板，该背光板中具有如权利要求1至6中任何一个中所述的非接触式感应电路。

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