CN2694585Y

CN2694585Y - 一种为微功耗电子设备提供电能的装置

Info

Publication number: CN2694585Y
Application number: CNU2004200039997U
Authority: CN
Inventors: 刘迎建; 胡长俊; 王红岗
Original assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Current assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2014-04-28

Abstract

一种为微功耗电子设备提供电能的装置，属于电能存储系统领域。本实用新型由有线和无线充电电路构成。有线充电电路由电源提供电能，输入缓冲电路，电流经过二极管的单向化处理后由限幅电路输入贮能器件，并将贮能器件两端的电压反馈给控制电路，当贮能器件两端的电压达到设定值时，该控制电路关断充电指示灯表示充电结束。无线充电电路先由放电回路发射电磁波，由接收回路接收，经过逆变回路和整流器，对贮能器件充电，通过缓冲电路缓冲后进入整流器，加速充电过程，当贮能器件两端的电压达到设定值时，控制电路驱动充电指示灯发光表示充电结束。该装置采用具有贮能作用的器件代替传统设备中使用的电池，电路结构简单，成本低廉，无环境污染。

Description

一种为微功耗电子设备提供电能的装置

技术领域

本实用新型涉及一种为微功耗电子设备提供电能的装置，属于国际专利分类电学部中电能存储系统领域。

背景技术

现有的为微功耗电子设备提供电能的装置主要有两种：一种是通过电导线直接将电子设备与某种固定能量源连接，这种装置的缺点是耗能设备与能量源之间有导线连接，对于必须相对于固定能量源经常移动的电子设备来说很不方便，例如常用的有线手写笔在使用过程中经常相对于手写板不断移动位置，用户对此深感不便；另一种装置是用电池为电子设备提供电能，采用这种能源提供装置虽然解决了电子设备移动不便的问题，但通常由于采用这种装置后造成电子设备的成本、体积等因素的限制，而没有得到广泛的应用，目前市场上出现的无线有源手写笔均使用普通干电池、钮扣电池来充当手写笔的能量源，但是这种能源最大的缺陷是不能重复使用，并且还可能造成环境污染。

发明内容

为了克服现有的为微功耗电子设备能源提供的弊端，本实用新型提出了一种可反复使用，干净环保的电能装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是用具有贮能作用的器件代替传统设备中使用的电池，本实用新型分别设计有线和无线两种充电电路。

有线充电电路的原理图如图1所示，其技术要点是电源提供电能，然后输入缓冲电路，电流经过二极管的单向化处理后由限幅电路输入贮能器件；同时，将贮能器件两端的电压反馈给控制电路，当贮能器件两端的电压达到设定值时，该控制电路关断充电指示灯表示充电结束。有线充电电路按如下方式配置：电源与缓冲电路相连，缓冲电路经过单项化处理后与限幅电路相连，限幅电路与贮能器件相连后与控制电路相连，控制电路再与充电指示电路相连。

有线充电电路如图3所示，主要由贮能器件和充电电路组成。本实用新型以手写笔为例，充电电路置于手写板中，并设计一个充电插座，贮能器件置于手写笔中，并设计一个充电插头，当需要为手写笔的贮能器件充电时，将充电插头与充电插座接触一下即完成充电。

无线充电电路的原理图如图2所示，其技术要点是先由放电回路发射电磁波，由接收回路接收，经过逆变回路和整流器，一方面对贮能器件充电，通过缓冲电路缓冲后进入整流器，加速充电过程。同时，将贮能器件两端的电压反馈给控制电路，当贮能器件两端的电压达到设定值时，该控制电路驱动充电指示灯发光表示充电结束。无线充电电路按如下方式配置：接收回路接收由放电回路发射的电磁波后与逆变回路相连，逆变回路经过整流器与贮能器件相连，贮能器件分别与控制电路和缓冲电路相连，控制电路再与充电指示电路相连，缓冲电路与整流器相连。

无线充电电路主要由放电回路和充电回路两部分组成。无线充电电路的充电回路的接收线圈的外径小于放电回路的发射线圈的内径，接收线圈可插入放电回路的发射线圈中。以手写笔为例，充电回路置于手写笔中如图4所示，保持接收线圈L1和电容C1组成的谐振回路的谐振频率与放电回路的简谐振荡源的频率一致，在本实施例中谐振回路的谐振频率为455KHz；放电回路置于手写板中如图5所示，由简谐振荡源和一个特制发射线圈连接而成，简谐振荡源在某一特定频率振荡，驱动放电线圈，主要在其内部产生交变电磁场；当手写笔进行充电时如图6所示，将手写笔的充电回路的接收线圈插入手写板的放电回路的发射线圈中，发射线圈发射的电磁波在接收线圈中感应出交变电压，通过充电回路为手写笔中的贮能器件充电。

本实用新型的有益效果是，克服传统为微功耗电子设备提供能量的弊端，提出了一种可以重复使用，并且环保的电能装置，大大降低了电子设备的成本，本实用新型设计的两种充电电路结构简单，易实现，可广泛应用于需要提供能源的电子设备。

附图说明

图1是本实用新型的有线充电电路的原理图。

图2是本实用新型的无线充电电路的原理图。

图3是本实用新型的有线充电电路示意图。

图4是本实用新型的无线充电电路的充电回路。

图5是本实用新型的无线充电电路的放电回路。

图6是本实用新型的无线充电电路的充电电路示意图。

图7是本实用新型在正弦波振荡电路中应用的电路图。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

在图3有线充电电路图中，主要由贮能器件和充电电路组成，贮能器件为电容量为1F的电解电容C1，二极管D1的主要作用是保证充电时电流由充电回路流向电容，而不会发生反向流动，亦即起到单向化的作用；电流经电阻R1的左端流入，经过三极管Q1缓冲后再经D1流入贮能器件C1；R1和芯片U1构成控制电路，其工作过程是：当电容C1两端的电压未达到规定值时，芯片U1输出低电平，经过反相器U2变为高电平，然后分为两路：一路经电阻R3为Q1提供偏置电流，另一路经电阻R6和R7分压后，输入三极管Q2的基极，使Q2导通，驱动发光二极管D2发光，表示充电正在进行；当电容C1两端的电压达到规定值时，芯片U1输出高电平，经过反相器U2变为低电平，从而使三极管Q1，Q2截止，一方面切断充电电流，同时关断发光二极管D2，表示充电过程结束；其具体的电路连接关系是：电阻R1的一端与电源VCC相连，另一端与三极管Q1的集电极相连；电阻R8的一端与电源VCC相连，另一端与发光二极管D2的正极相连；D2的负极与三极管Q2的集电极相连；Q2的发射极接地；Q2的基极分别与电阻R6、R7的一端相连；R7的另一端接地；R6的另一端分别与电阻R3的一端、反相器U2的输出端相连；U2的输入端与U1的脚3相连；R3的另一端分别与Q1的基极、电阻R4的一端相连；R4的另一端与Q1的发射极相连；电阻R2的一端与Q1的集电极相连，另一端与Q1的发射极相连；U1的脚1接地；U1的脚2与电阻R5的一端相连；R5的另一端与二极管D1的正极相连；D1的正极与Q1的发射极相连负极与充电插座相连接；贮能器件置入耗能电子设备中，其连接方式是充电插头与电解电容C1的正极相连；C1的负极接地。

在图4无线充电电路的充电回路中，保持接收线圈L1和电容C1组成的谐振回路的谐振频率与放电回路的简谐振荡源的频率一致，在本实施例中谐振回路的谐振频率为455KHz；接收线圈L1是特殊绕制的线圈，其直径小于发射线圈，使用时应能全部插入发射线圈；发射线圈发射的电磁波在接收线圈中感应出交变电压，通过芯片U1变换为直流电压；该直流电压通过二极管D2对贮能器件C6充电，同时通过芯片U2构成的缓冲电路，经二极管D1后进入充电回路；芯片U3、三极管Q1和发光二极管D4组成充电指示回路；当充电电压达到设定值时，D4发光表示充电结束；其具体的电路连接关系是：L1与C1并联后其中一端与电容C2相连后接地，另一端与电容C3相连后接地；芯片U1的输入端脚2与C2相连后接地；U1的脚3接地；U1的输出端脚4与C3相连后接地；U1的脚5一端与电容C4相连后接地，另一端分别与二极管D1的负极、二极管D2的正极相连；D2的负极分别与电容C5、电容C6相连后接地；D1的正极分别与芯片U2的脚2、脚3相连；U2的电源地接地；U2的脚1分别与二极管D3的负极、电阻R1的一端相连；D3的正极接地；R1的另一端分别与U2的电源端、发光二极管D4的正极相连；D4的负极经过电阻R3后与三极管Q1的集电极相连；Q1的发射极接地；Q1的基极经过电阻R2后与芯片U3的输出端脚3相连；U3的脚2接地；U3的脚1分别与D4的正极、D2的负极相连。

放电回路如图5所示，由简谐振荡源和一个发射线圈闭合连接而成。简谐振荡源在某一特定频率振荡，驱动放电线圈，主要在其内部产生交变电磁场。

无线充电电路充电如图6所示，贮能器件需要充电时，将充电回路中的接收线圈插入放电回路中的发射线圈，发射线圈发射的电磁波在接收线圈中感应出交变电压，通过充电回路为贮能器件充电。

图7是本实用新型在正弦波振荡电路中的应用，以手写笔为例，该电路置于手写笔中，由大容量电容C1提供维持正弦波振荡的能量，电流由R4、R5组成的基极偏置电路进入三极管Q1的基极，经过电容C9反馈给电感L2和电容C2组成的集电极谐振回路，产生持续的正弦振荡，手写板接收手写笔产生的振荡信号，从而获取手写笔位于手写板上的坐标值；若采用1F电解电容可维持正弦振荡两个小时以上；若采用4.7F电解电容，则可至少持续振荡八个小时；其具体的电路连接关系是：充电电路为电解电容C1提供能量；C1的负极接地，正极分别与电感L2、电容C2、电阻R4和电容C11的一端相连；L2、C2的另一端相连后分别与三极管Q1的集电极、电容C9的一端相连；R4的另一端分别与电容C10、电阻R5的一端、Q1的基极相连；Q1的发射极与电阻R6的一端相连；R6、C9的另一端相连后分别与电阻R7、电容C8的一端相连；R7、C8、R5、C10、C11的另一端相连后接地。

本实用新型提出的电能供给装置克服了传统方式的弊端，设计的有线和无线充电电路结构简单，成本低廉，可广泛应用于微功耗电子设备中，并且不会造成环境污染。

Claims

1、一种为微功耗电子设备提供电能的装置，由有线充电电路及无线充电电路构成，其特征在于：有线充电电路按如下方式配置：电源与缓冲电路相连，缓冲电路经过单项化处理后与限幅电路相连，限幅电路与贮能器件相连后与控制电路相连，控制电路再与充电指示电路相连。

2、根据权利要求1所述的一种为微功耗电子设备提供电能的装置，其特征在于：无线充电电路按如下方式配置：接收回路接收由放电回路发射的电磁波后与逆变回路相连，逆变回路经过整流器与贮能器件相连，贮能器件分别与控制电路和缓冲电路相连，控制电路再与充电指示电路相连，缓冲电路与整流器相连。

3、根据权利要求1所述的一种为微功耗电子设备提供电能的装置，其特征在于：有线充电电路由贮能器件和充电电路组成，有线充电电路连接关系是：电阻R1的一端与电源VCC相连，另一端与三极管Q1的集电极相连；电阻R8的一端与电源VCC相连，另一端与发光二极管D2的正极相连；D2的负极与三极管Q2的集电极相连；Q2的发射极接地；Q2的基极分别与电阻R6、R7的一端相连；R7的另一端接地；R6的另一端分别与电阻R3的一端、反相器U2的输出端相连；U2的输入端与U1的脚3相连；R3的另一端分别与Q1的基极、电阻R4的一端相连；R4的另一端与Q1的发射极相连；电阻R2的一端与Q1的集电极相连，另一端与Q1的发射极相连；U1的脚1接地；U1的脚2与电阻R5的一端相连；R5的另一端与二极管D1的正极相连；D1的正极与Q1的发射极相连负极与充电插座相连接；贮能器件置入耗能电子设备中，其连接方式是充电插头与电解电容C1的正极相连；C1的负极接地。

4、根据权利要求2所述的一种为微功耗电子设备提供电能的装置，其特征在于：无线充电电路由放电回路和充电回路组成；充电回路的具体电路连接关系是：L1与C1并联后其中一端与电容C2相连后接地，另一端与电容C3相连后接地；芯片U1的输入端脚2与C2相连后接地；U1的脚3接地；U1的输出端脚4与C3相连后接地；U1的脚5一端与电容C4相连后接地，另一端分别与二极管D1的负极、二极管D2的正极相连；D2的负极分别与电容C5、电容C6相连后接地；D1的正极分别与芯片U2的脚2、脚3相连；U2的电源地接地；U2的脚1分别与二极管D3的负极、电阻R1的一端相连；D3的正极接地；R1的另一端分别与U2的电源端、发光二极管D4的正极相连；D4的负极经过电阻R3后与三极管Q1的集电极相连；Q1的发射极接地；Q1的基极经过电阻R2后与芯片U3的输出端脚3相连；U3的脚2接地；U3的脚1分别与D4的正极、D2的负极相连；放电回路由简谐振荡源和一个发射线圈闭合连接而成。

5、根据权利要求2所述的一种为微功耗电子设备提供电能的装置，其特征在于：无线充电电路的充电回路的接收线圈的外径小于放电回路的发射线圈的内径，接收线圈可插入放电回路的发射线圈中。

6、根据权利要求2所述的一种为微功耗电子设备提供电能的装置，其特征在于：无线充电电路在正弦波振荡电路中的具体电路连接关系是：充电电路为电解电容C1提供能量；C1的负极接地，正极分别与电感L2、电容C2、电阻R4和电容C11的一端相连；L2、C2的另一端相连后分别与三极管Q1的集电极、电容C9的一端相连；R4的另一端分别与电容C10、电阻R5的一端、Q1的基极相连；Q1的发射极与电阻R6的一端相连；R6、C9的另一端相连后分别与电阻R7、电容C8的一端相连；R7、C8、R5、C10、C11的另一端相连后接地。