TWI712924B - 具有雙電源來源之觸控筆裝置 - Google Patents

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Abstract

一種具有雙電源來源之觸控筆裝置，包含一觸控筆單元及一觸控筆電源供應單元。該觸控筆電源供應單元包含一電池子單元、一控制子單元及一充放電子單元。當一電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元判斷該電池子單元的一電池電壓大於一電池預設電壓時，該控制子單元控制該電池子單元供電至該觸控筆單元；當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元判斷該電池子單元的該電池電壓不大於該電池預設電壓時，該控制子單元控制該充放電子單元供電至該觸控筆單元。

Description

具有雙電源來源之觸控筆裝置
本發明係有關於一種觸控筆裝置，特別是一種具有雙電源來源之觸控筆裝置。
近年來，由於觸控螢幕的發展，對於電子產品的操作產生了重大的影響；使用者不再需要鍵盤或滑鼠來輸入指令，可直接地在觸控螢幕上繪圖或寫字。在各種觸控螢幕當中，電容式觸控螢幕因為較為耐用，因此廣泛地被應用於電子產品上，例如手機、平板電腦等等。為了提高使用者之操作便利性，大多數的觸控面板可搭配觸控筆以作為點擊輸入或是在觸控面板上進行書寫或畫圖等等輸入動作。因此，觸控筆顯得非常地重要；然而，相關技術的觸控筆的缺點為從電源供應端(例如USB埠)移除相關技術的觸控筆之後，相關技術的觸控筆就僅有一種電源來源(通常是電池)以進行相關技術的觸控筆的供電。
為解決上述問題，本發明之目的在於提供一種具有雙電源來源之觸控筆裝置。
為達成本發明之上述目的，本發明之具有雙電源來源之觸控筆裝置係應用於一電源供應裝置，該具有雙電源來源之觸控筆裝置包含：一觸控筆單元；及一觸控筆電源供應單元，該觸控筆電源供應單元電性連接至該電源供應裝置及該觸控筆單元。其中該觸控筆電源供應單元包含：一電池子單元，該電池子單元電性連接至該電源供應裝置及該觸控筆單元；一控制子單元，該控制子單元電性連接至該電源供應裝置、該觸控筆單元及該電池子單元；及一充放電子單元，該充放電子單元電性連接至該觸控筆單元、該電池子單元及該控制子單元。其中當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元判斷該電池子單元的一電池電壓大於一電池預設電壓時，該控制子單元控制該電池子單元供電至該觸控筆單元；當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元判斷該電池子單元的該電池電壓不大於該電池預設電壓時，該控制子單元控制該充放電子單元供電至該觸控筆單元。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一電池開關子單元，該電池開關子單元電性連接至該電池子單元及該控制子單元。其中當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元通過該電池開關子單元判斷該電池子單元的該電池電壓大於該電池預設電壓時，該控制子單元導通該電池開關子單元，使得該電池子單元供電至該觸控筆單元；當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元通過該電池開關子單元判斷該電池子單元的該電池電壓不大於該電池預設電壓時，該控制子單元不導通該電池開關子單元，使得該充放電子單元供電至該觸控筆單元。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一第一輸入電源偵測子單元，該第一輸入電源偵測子單元電性連接至該電源供應裝置、該控制子單元及該電池開關子單元。其中當該 電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元時，該電源供應裝置充電該電池子單元，且該第一輸入電源偵測子單元偵測到該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元並通知該電池開關子單元該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元，使得該電池開關子單元導通，使得該電源供應裝置通過該電池開關子單元充電該充放電子單元並供電至該觸控筆單元及該控制子單元以驅動該控制子單元；當該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元被該電源供應裝置驅動時，該控制子單元箝制該電池開關子單元為導通。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一電池電壓偵測子單元，該電池電壓偵測子單元電性連接至該控制子單元及該電池開關子單元。其中該電池電壓偵測子單元係用以通過該電池開關子單元偵測該電池子單元的該電池電壓並通知該控制子單元該電池子單元的該電池電壓，使得該控制子單元判斷該電池子單元的該電池電壓是否大於該電池預設電壓。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一第一充電子單元，該第一充電子單元電性連接至該電源供應裝置、該電池子單元及該電池開關子單元。其中當該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元時，該電源供應裝置供電至該第一充電子單元，使得該第一充電子單元充電該電池子單元。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一第二充電子單元，該第二充電子單元電性連接至該充放電子單元、該電池開關子單元及該電池電壓偵測子單元。其中當該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元時，該第一充電子單元通過該電池開關子單元供電至該第二充電子單元，使得該第二充電子單元充電該充放電子單元。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一第三充電子單元，該第三充電子單元電性連接至該觸控筆單元、該控制子單元、該充放電子單元及該第二充電子單元。其中當該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元時，該第二充電子單元供電至該第三充電子單元，使得該第三充電子單元供電至該觸控筆單元及該控制子單元以驅動該控制子單元。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一第二輸入電源偵測子單元，該第二輸入電源偵測子單元電性連接至該電源供應裝置、該控制子單元、該第一輸入電源偵測子單元及該第一充電子單元。其中該第二輸入電源偵測子單元係用以偵測該電源供應裝置是否供電至該觸控筆電源供應單元並通知該控制子單元該電源供應裝置是否供電至該觸控筆電源供應單元。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一輔助電壓偵測子單元，該輔助電壓偵測子單元電性連接至該控制子單元、該充放電子單元、該第二充電子單元及該第三充電子單元；及一電壓控制子單元，該電壓控制子單元電性連接至該控制子單元及該第三充電子單元。其中該輔助電壓偵測子單元係用以偵測該充放電子單元的一電壓並通知該控制子單元該充放電子單元的該電壓。其中當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元判斷該電池子單元的該電池電壓不大於該電池預設電壓且該輔助電壓偵測子單元偵測到該充放電子單元的該電壓大於一預定電壓時，該控制子單元藉由該電壓控制子單元控制該第三充電子單元提供一第一輸出電壓至該觸控筆單元；當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元判斷該電池子單元的該電池電壓不大於該電池預設電壓且該輔助電壓偵測子單元偵測到該充放電子單元的該電壓不大於該預定 電壓時，該控制子單元藉由該電壓控制子單元控制該第三充電子單元提供一第二輸出電壓至該觸控筆單元；該第一輸出電壓大於該第二輸出電壓。
再者，如上所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該電池子單元係為一鋰離子電池；該充放電子單元係為一超級電容；該第一充電子單元係為一降壓充電積體電路；該第二充電子單元係為一降壓充電積體電路；該第三充電子單元係為一升壓充電積體電路。
本發明之功效在於提供觸控筆兩種電源來源。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得到深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
10:具有雙電源來源之觸控筆裝置
20:觸控筆單元
30:觸控筆電源供應單元
40:電源供應裝置
102:觸控筆外殼
104:電路板
302:電池子單元
304:控制子單元
306:充放電子單元
308:電池開關子單元
310:第一輸入電源偵測子單元
312:電池電壓偵測子單元
314:第一充電子單元
316:第二充電子單元
318:第三充電子單元
320:第二輸入電源偵測子單元
322:輔助電壓偵測子單元
324:電壓控制子單元
R1:第一電阻
R2:第二電阻
R3:第三電阻
D1:二極體
圖1為本發明之具有雙電源來源之觸控筆裝置之方塊圖。
圖2為本發明之具有雙電源來源之觸控筆裝置之配置示意圖。
圖3為本發明之第一輸入電源偵測子單元之電路圖。
圖4為本發明之圖1之具體實施例電路方塊圖。
在本揭露當中，提供了許多特定的細節，藉以提供對本發明之具體實施例之徹底瞭解；然而，本領域技術人員應當知曉，在沒有一個或更多個該些特定的細節的情況下，依然能實踐本發明；在其他情況下，則未顯示或描 述眾所周知的細節以避免模糊了本發明之主要技術特徵。茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：請參考圖1，其係為本發明之具有雙電源來源之觸控筆裝置之方塊圖。一具有雙電源來源之觸控筆裝置10係應用於一電源供應裝置40；該具有雙電源來源之觸控筆裝置10包含一觸控筆單元20及一觸控筆電源供應單元30；該觸控筆電源供應單元30包含一電池子單元302、一控制子單元304、一充放電子單元306、一電池開關子單元308、一第一輸入電源偵測子單元310、一電池電壓偵測子單元312、一第一充電子單元314、一第二充電子單元316、一第三充電子單元318、一第二輸入電源偵測子單元320、一輔助電壓偵測子單元322及一電壓控制子單元324；上述該些元件彼此電性連接，且本發明僅需要該觸控筆單元20、該電池子單元302、該控制子單元304及該充放電子單元306即可達成本發明之功效。
該具有雙電源來源之觸控筆裝置10係用以在一觸控螢幕(未示於圖1)上進行繪圖、寫字、輸入指令等等；該電源供應裝置40可為例如供應5伏特電壓之USB電源產生電路；該觸控筆電源供應單元30係供電以驅動該觸控筆單元20；該觸控筆單元20為觸控筆除了電源部份(電源部份為該觸控筆電源供應單元30)之外的其餘部份。該電池子單元302可為例如但不限定為一鋰離子電池；該控制子單元304可為例如但不限定為一微控制器；該充放電子單元306可為例如但不限定為一超級電容；該電池開關子單元308可為例如但不限定為一開關積體電路。
當該電源供應裝置40供電至該觸控筆電源供應單元30時(例如，當該具有雙電源來源之觸控筆裝置10連接至USB埠時)：該電源供應裝置40供電至該第一充電子單元314，使得該第一充電子單元314充電該電池子單元302，且該第一輸入電源偵測子單元310偵測到該電源供應裝置40供電至該觸控筆電 源供應單元30並通知該電池開關子單元308該電源供應裝置40供電至該觸控筆電源供應單元30，使得該電池開關子單元308導通，使得該第一充電子單元314通過該電池開關子單元308供電至該第二充電子單元316，使得該第二充電子單元316充電該充放電子單元306並對該第三充電子單元318供電，使得該第三充電子單元318供電至該觸控筆單元20及該控制子單元304以驅動該觸控筆單元20及該控制子單元304，接著該控制子單元304箝制該電池開關子單元308為導通，以使該電源供應裝置40能穩定地持續對該具有雙電源來源之觸控筆裝置10內的上述該些元件進行充電與供電。
當該電源供應裝置40停止供電至該觸控筆電源供應單元30時(例如，當該具有雙電源來源之觸控筆裝置10自USB埠移除時)：該第二輸入電源偵測子單元320即偵知該電源供應裝置40停止供電至該觸控筆電源供應單元30並通知該控制子單元304該電源供應裝置40停止供電至該觸控筆電源供應單元30，使得該控制子單元304不再箝制該電池開關子單元308為導通；此時，該電池開關子單元308為導通或不導通將由以下內容所決定：首先，該電池開關子單元308是導通的，因此該電池電壓偵測子單元312得以通過該電池開關子單元308偵測該電池子單元302的一電池電壓並通知該控制子單元304該電池子單元302的該電池電壓，使得該控制子單元304判斷該電池子單元302的該電池電壓是否大於一電池預設電壓(例如3.6伏特)：如果該控制子單元304判斷該電池子單元302的該電池電壓大於該電池預設電壓，則該控制子單元304導通該電池開關子單元308，使得該電池子單元302供電至該第二充電子單元316，使得該第二充電子單元316充電該充放電子單元306並對該第三充電子單元318供電，使得該第三充電子單元318供電至該觸控筆單元20及該控制子單元304以驅動該觸控筆單元20及該控制子單元304。
如果該控制子單元304判斷該電池子單元302的該電池電壓不大於該電池預設電壓，則該控制子單元304不導通該電池開關子單元308，使得該充放電子單元306放電/供電(其中，該充放電子單元306的一電壓會從例如2.7伏特放電至0伏特)至該第三充電子單元318，再由該第三充電子單元318供電至該觸控筆單元20及該控制子單元304以驅動該觸控筆單元20及該控制子單元304。
該輔助電壓偵測子單元322係用以偵測該充放電子單元306的該電壓並通知該控制子單元304該充放電子單元306的該電壓；當該電源供應裝置40停止供電至該觸控筆電源供應單元30且該控制子單元304判斷該電池子單元302的該電池電壓不大於該電池預設電壓且該輔助電壓偵測子單元322偵測到該充放電子單元306的該電壓大於一預定電壓(例如，1.4伏特)時，該控制子單元304藉由該電壓控制子單元324控制該第三充電子單元318提供一第一輸出電壓(例如，2.8伏特)至該觸控筆單元20及該控制子單元304；當該電源供應裝置40停止供電至該觸控筆電源供應單元30且該控制子單元304判斷該電池子單元302的該電池電壓不大於該電池預設電壓且該輔助電壓偵測子單元322偵測到該充放電子單元306的該電壓不大於該預定電壓時，該控制子單元304藉由該電壓控制子單元324控制該第三充電子單元318提供一第二輸出電壓(例如，2.2伏特)至該觸控筆單元20及該控制子單元304；該第一輸出電壓大於該第二輸出電壓；藉此，能延長該充放電子單元306的供電時間。
該第一充電子單元314係為一降壓充電積體電路，例如將接收到的5伏特電壓降為4.2伏特電壓輸出；該第二充電子單元316係為一降壓充電積體電路，例如將接收到的4.2伏特電壓降為2.7伏特電壓輸出；該第三充電子單元318係為一升壓充電積體電路，例如將接收到的2.7~1.5伏特電壓升為2.8伏特電壓輸出，或將接收到的小於1.5伏特的電壓升為2.2伏特電壓輸出。如果該電池子單元302的該電池電壓不大於該電池預設電壓但還仍然持續供電使用的話，則容易對 該電池子單元302造成損壞，因此本發明設定為該電池子單元302的該電池電壓不大於該電池預設電壓即停止由該電池子單元302供電。請參考圖2，其係為本發明之具有雙電源來源之觸控筆裝置之配置示意圖。該具有雙電源來源之觸控筆裝置10更包含一觸控筆外殼102及一電路板104；該觸控筆外殼102包覆住前述該些電子元件；前述該些電子元件係焊接連接在該電路板104上；該電池子單元302及該充放電子單元306皆內建在該具有雙電源來源之觸控筆裝置10之該觸控筆外殼102內。
請參考圖3，其係為本發明之第一輸入電源偵測子單元之電路圖。該第一輸入電源偵測子單元310包含一第一電阻R1、一第二電阻R2、一二極體D1及一第三電阻R3。該第一電阻R1的一端連接至該電源供應裝置40；該第二電阻R2的一端連接至該第一電阻R1的另一端；該第二電阻R2的另一端接地；該二極體D1的陽極連接至該第一電阻R1的另一端與該第二電阻R2的一端；該二極體D1的陰極連接至該控制子單元304及該電池開關子單元308；該第三電阻R3的一端連接至該控制子單元304、該電池開關子單元308及該二極體D1的陰極；該第三電阻R3的另一端接地。
請參考圖4，其係為本發明之圖1之具體實施例電路方塊圖。如圖4所示，該電池電壓偵測子單元312、該第二輸入電源偵測子單元320及該輔助電壓偵測子單元322係為分壓電阻電路，藉以擷取欲偵測之電壓以通知欲通知之對象；該第一輸入電源偵測子單元310的電路則如圖3所示。
綜上所述，本發明之功效在於提供觸控筆兩種電源來源，例如鋰離子電池與超級電容。本發明在充電時係可同時對該電池子單元302及該充放電子單元306充電。本發明可利用超級電容進行快速地充電，以及利用鋰離子電池以提供長時間的使用電源。本發明至少包含下列兩個優點：
1.充電15秒可以使觸控筆連續使用超過30分鐘。
2.在高溫或低溫時，仍可充電15秒以使觸控筆連續使用超過30分鐘。
然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的申請專利範圍的保護範圍。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。
10:具有雙電源來源之觸控筆裝置
20:觸控筆單元
30:觸控筆電源供應單元
40:電源供應裝置
302:電池子單元
304:控制子單元
306:充放電子單元
308:電池開關子單元
310:第一輸入電源偵測子單元
312:電池電壓偵測子單元
314:第一充電子單元
316:第二充電子單元
318:第三充電子單元
320:第二輸入電源偵測子單元
322:輔助電壓偵測子單元
324:電壓控制子單元

Claims (9)

  1. 一種具有雙電源來源之觸控筆裝置，係應用於一電源供應裝置，該具有雙電源來源之觸控筆裝置包含：一觸控筆單元；及一觸控筆電源供應單元，該觸控筆電源供應單元電性連接至該電源供應裝置及該觸控筆單元，其中該觸控筆電源供應單元包含：一電池子單元，該電池子單元電性連接至該電源供應裝置及該觸控筆單元；一控制子單元，該控制子單元電性連接至該電源供應裝置、該觸控筆單元及該電池子單元；一充放電子單元，該充放電子單元電性連接至該觸控筆單元、該電池子單元及該控制子單元；一第一充電子單元，該第一充電子單元電性連接至該電源供應裝置及該電池子單元；一第二充電子單元，該第二充電子單元電性連接至該充放電子單元；及一第三充電子單元，該第三充電子單元電性連接至該觸控筆單元、該控制子單元、該充放電子單元及該第二充電子單元，其中當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元判斷該電池子單元的一電池電壓大於一電池預設電壓時，該控制子單元控制該電池子單元供電至該觸控筆單元；當該電源供應裝置停止供電至該觸控筆電源供應單元且該控制子單元判斷該電池子單元的該電池電壓不大於該電池預設電壓時，該控制子單元控制該充放電子單元供電至該觸控筆單元； 其中該電池子單元係為一鋰離子電池；該充放電子單元係為一超級電容；該第一充電子單元係為一降壓充電積體電路；該第二充電子單元係為一降壓充電積體電路；該第三充電子單元係為一升壓充電積體電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一電池開關子單元，該電池開關子單元電性連接至該電池子單元及該控制子單元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一第一輸入電源偵測子單元，該第一輸入電源偵測子單元電性連接至該電源供應裝置、該控制子單元及該電池開關子單元。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一電池電壓偵測子單元，該電池電壓偵測子單元電性連接至該控制子單元及該電池開關子單元，其中該電池電壓偵測子單元係用以通過該電池開關子單元偵測該電池子單元的該電池電壓並通知該控制子單元該電池子單元的該電池電壓，使得該控制子單元判斷該電池子單元的該電池電壓是否大於該電池預設電壓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中當該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元時，該電源供應裝置供電至該第一充電子單元，使得該第一充電子單元充電該電池子單元。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置， 其中當該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元時，該第一充電子單元通過該電池開關子單元供電至該第二充電子單元，使得該第二充電子單元充電該充放電子單元。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中當該電源供應裝置供電至該觸控筆電源供應單元時，該第二充電子單元供電至該第三充電子單元，使得該第三充電子單元供電至該觸控筆單元及該控制子單元以驅動該控制子單元。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一第二輸入電源偵測子單元，該第二輸入電源偵測子單元電性連接至該電源供應裝置、該控制子單元、該第一輸入電源偵測子單元及該第一充電子單元，其中該第二輸入電源偵測子單元係用以偵測該電源供應裝置是否供電至該觸控筆電源供應單元並通知該控制子單元該電源供應裝置是否供電至該觸控筆電源供應單元。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之具有雙電源來源之觸控筆裝置，其中該觸控筆電源供應單元更包含：一輔助電壓偵測子單元，該輔助電壓偵測子單元電性連接至該控制子單元、該充放電子單元、該第二充電子單元及該第三充電子單元，其中該輔助電壓偵測子單元係用以偵測該充放電子單元的一電壓並通知該控制子單元該充放電子單元的該電壓。
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