基于无线供电的小型计算机外围装置的制作方法

xiaoxiao2020-7-23  22

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专利名称:基于无线供电的小型计算机外围装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种基于无线供电的小型计算机外围装置,属于计算机设备的无线供电技术领域。
背景技术
键盘和鼠标是计算机最常见的输入装置,耳机是最常见的音频输出装置,这些小型计算机外围装置通过导线与计算机主机的USB或PS/2等接口连接,从计算机主机获取电源,并与计算机主机进行数据交换。特别是键盘和鼠标上都托有一根长长的导线,有时不小心将导线拉断,键盘和鼠标就不能正常工作了,给一些使用带来不便。为了实现键盘和鼠标的无线连接,近年来市面上出现了无线鼠标和无线键盘套件,通过2. 4G无线技术实现了鼠标键盘与计算机主机之间的信号通信,取消了键盘和鼠标上的导线,使用方便。但目前的无线键盘和鼠标虽然解决了数据信号的无线传输,但键盘和鼠标所需的电源是通过电池供电的,经常会出现正在使用时,电池电量不足,使键盘或鼠标无法正常工作,必须更换新电池后才能继续工作,有时手头一时找不到电池,只好关机无法继续工作。为了解决上述问题,目前最常用的解决方案有以下两种第一种是采用充电电池供电,在键盘和鼠标内部集成充电电路,在键盘或鼠标电能耗尽时,通过USB连接线对鼠标进行充电。但一般在充电过程中,键盘和鼠标将无法使用;即使能够在充电同时使用,但此时将连接一根充电导线,完成失去“无线”的意义。同时,限于内置充电电池容量,键盘和鼠标中充电电池的续航能力有限,使用者将不得不频繁进行充电,很麻烦。第二种是在无线鼠标中加入了电源感应线圈,同时在计算机主机端连接一个专用电能发射鼠标垫,通过专用电能发射鼠标垫中的线圈以无线感应方式对鼠标进行供电。此种方案,鼠标也必须是与鼠标垫配套的专用鼠标,虽然鼠标是不用电池的无线鼠标,但鼠标垫上又增加了一条长长的导线,实际效果只是将导线由鼠标上转移到了鼠标垫上,使用者仍无法摆脱鼠标垫的限制。如果使用者在移动办公过程中遗忘携带鼠标垫,鼠标也无法使用。第二种方式只适用于鼠标,而对于键盘端的方案,目前仍为电池供电。这些缺陷和不足是目前很多人不愿意使用无线键盘和鼠标的原因,制约了无线键盘和鼠标的推广应用。

实用新型内容本实用新型的目的在于,提供一种基于无线供电的小型计算机外围装置。使计算机外围装置的供电和信号传输都实现无线连接,克服现有技术的不足,促进计算机无线输入设备的应用和推广。本实用新型的技术方案基于无线供电的小型计算机外围装置,包括与计算机主机电气连接的主机无线收发器和设在一组外围装置内的设备端无线收发器;主机无线收发器与一组设备端无线收发器无线连接。
3[0009]前述无线供电的小型计算机外围装置中,所述主机无线收发器上设有电力发射单元和主机信号收发单元。前述无线供电的小型计算机外围装置中,所述设备端无线收发器上设有电力接收单元和设备端信号收发单元。 前述无线供电的小型计算机外围装置中,所述电力发射单元与电力接收单元单向无线连接。前述无线供电的小型计算机外围装置中,所述主机信号收发单元与设备端信号收发单元双向无线连接。前述无线供电的小型计算机外围装置中,所述一组设备端无线收发器包括无线键盘和无线鼠标。前述无线供电的小型计算机外围装置中,所述电力发射单元包括电力发射线圈 Li,电力发射线圈Ll的一端与电源+V连接,电力发射线圈Ll的另一端与达林顿管的集电极C连接,达林顿管的发射极E接地,达林顿管的基极B经电阻R3与集成电路U3的输出端连接,集成电路U2的输入端与振荡电路连接。前述无线供电的小型计算机外围装置中,所述振荡电路包括晶振Y1,晶振Yl的一端与集成电路U2的输出端连接,晶振Yl的另一端与集成电路Ul的输入端连接,集成电路 Ul的输出端经电容Cl与集成电路U2的输入端连接构成振荡回路;集成电路Ul两端并联有电阻Rl,集成电路U2两端并联有电阻R2。前述无线供电的小型计算机外围装置中,所述电力接收单元包括电力接收线圈 L2,电力接收线圈L2的一端接地,电力接收线圈L2的另一端与二极管Dl的正极连接,二极管Dl的负极与集成电路U4的Vin端连接,集成电路U4的Vin端与集成电路U4的EN端短路,集成电路U4的Vin端经线圈L3与集成电路U4的L端连接,集成电路U4的Vin端与电解电容C2的正极连接,电解电容C2的负极接地;集成电路U4的Vout端与集成电路U4的 FB端短路后与电解电容C3正极连接,电解电容C3负极与集成电路U4的GND端连接并接地。与现有技术相比,本实用新型通过在计算机主机的USB端连接一个主机无线收发器,负责电力发送和信号的双向传输。在计算机外围装置(鼠标、键盘或耳机等)上设置电力接收单元和设备端信号收发单元。电力接收单元接收主机无线收发器输送的电能为外围装置供电,设备端信号收发单元与计算机建立数据联系。由于电力传输为KHZ级别,信号传输为2. 4GHZ,二者的工作频段差距很远能够保证二者间可靠传输不会产生干扰。本实用新型使得计算机外围装置与计算机主机之间的通信及供电两者都做到了无线连接,解决了计算机外围装置的供电问题,避免了频繁更换电池和频繁充电的烦扰。也无须使用专用鼠标垫,无线连接的设备之间完全独立,携带方便。

图1是本实用新型的结构示意图;图2是电力发射单元的电路图;图3是电力接收单元的电路图。附图中的标记为1-计算机主机,2-主机无线收发器,3-电力发射单元,4-主机信号收发单元,5-电力接收单元,6-设备端信号收发单元,7-无线键盘,8-无线鼠标。
具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明,但不作为对本实用新型的任何限制。实施例。本实用新型如图1所示,图1中的实线表示有线连接,虚线表示无线连接。基于无线供电的小型计算机外围装置,包括与计算机主机1电气连接的主机无线收发器2和一组设备端无线收发器;主机无线收发器2与一组设备端无线收发器无线连接。主机无线收发器2上设有电力发射单元3和主机信号收发单元4。设备端无线收发器上设有电力接收单元5和设备端信号收发单元6。电力发射单元3与电力接收单元5单向无线连接。主机信号收发单元4与设备端信号收发单元6双向无线连接。一组设备端无线收发器包括无线键盘7和无线鼠标8。也可以是如手写板等外围装置或耳机等输出装置等其它小型计算机外围装置。所述电力发射单元3如图2所示,包括电力发射线圈Li,电力发射线圈Ll的一端与电源+V连接,电力发射线圈Ll的另一端与达林顿管的集电极C连接,达林顿管的发射极 E接地,达林顿管的基极B经电阻R3与集成电路U3的输出端连接,集成电路U2的输入端与振荡电路连接。振荡电路包括晶振Y1,晶振Yl的一端与集成电路U2的输出端连接,晶振Yl的另一端与集成电路Ul的输入端连接,集成电路Ul的输出端经电容Cl与集成电路 U2的输入端连接构成振荡回路;集成电路Ul两端并联有电阻R1,集成电路U2两端并联有电阻R2。所述电力接收单元5如图3所示,包括电力接收线圈L2,电力接收线圈L2的一端接地,电力接收线圈L2的另一端与二极管Dl的正极连接,二极管Dl的负极与集成电路U4 的Vin端连接,集成电路U4的Vin端与集成电路U4的EN端短路,集成电路U4的Vin端经线圈L3与集成电路U4的L端连接,集成电路U4的Vin端与电解电容C2的正极连接,电解电容C2的负极接地;集成电路U4的Vout端与集成电路U4的FB端短路后与电解电容C3 正极连接,电解电容C3负极与集成电路U4的GND端连接并接地。本实用新型的实施过程及原理所述的小型计算机外围装置,主要是指用电量不大的小型计算机外围装置,如键盘和鼠标,也可以是手写板、摄像头,录音笔等其它输入装置,也可以用于如耳机等小型输出装置。不包括用电量较大的打印机和扫描仪等。具体实施时,在计算机主机1的USB接口上插一个主机无线收发器2,主机无线收发器2内设有电力发射单元3和主机信号收发单元4。目前市场上的无线键盘7和无线鼠标8均采用2. 4GHz的工作频率,因此主机信号收发单元4的收发频率应与无线键盘7和无线鼠标8的设备端信号收发单元6的工作频率相对应,仍为2. 4GHz。为了防止电力输送对数据信号的干扰,电力发射单元3的工作频率应远离2. 4GHz 的工作频率,所以电力发射单元3以KHZ级别的频率向空间发射电磁波,其频率由电力发射单元3中的振荡电路的频率所确定。发射功率由加在电力发射线圈Ll两端的电压和通过电力发射线圈Ll的电流确定,根据无线连接的距离确定发射功率的大小。如果应用于键盘和鼠标,无线使用有效范围不大于2米,可以缩小发射和接收装置体积。[0029]本实用新型的关键是电力的无线传输,电力的无线传输包括从计算机主机获取电力并以电磁波的形式发送至空间的发射电路。如图2所示,发射电路的发射元件是电力发射线圈Li,电源经电力发射线圈Ll和达林顿管Ql接地形成回路,达林顿管Ql的控制极(基极)与电力调制电路连接,电力调制电路实际上是一个振荡电路,为了稳定振荡频率,振荡电路可采用晶振与型号为A7404的集成电路构成的振荡电路。如图3所示,接收电路的接收元件是电力接收线圈L2,电力接收线圈L2接收到的电磁波能量转换成电动势,经整流、滤波后通过集成电路U4,为计算机外围装置供电。集成电路的型号可采用TPS1240型集电电路。前述的主机信号收发单元4和设备端信号收发单元6为现有电路。
权利要求1.基于无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于包括与计算机主机(1)电气连接的主机无线收发器( 和设在一组外围装置内的设备端无线收发器;主机无线收发器 (2)与一组设备端无线收发器无线连接。
2.根据权利要求1所述无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于所述主机无线收发器( 上设有电力发射单元C3)和主机信号收发单元G)。
3.根据权利要求2所述无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于所述设备端无线收发器内设有电力接收单元( 和设备端信号收发单元(6)。
4.根据权利要求3所述无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于所述电力发射单元(3)与电力接收单元(5)单向无线连接。
5.根据权利要求3所述无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于所述主机信号收发单元(4)与设备端信号收发单元(6)双向无线连接。
6.根据权利要求2所述无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于所述一组设备端无线收发器包括无线键盘(7)和无线鼠标(8)。
7.根据权利要求2所述无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于所述电力发射单元(3)包括电力发射线圈Li,电力发射线圈Ll的一端与电源+V连接,电力发射线圈Ll 的另一端与达林顿管的集电极C连接,达林顿管的发射极E接地,达林顿管的基极B经电阻 R3与集成电路U3的输出端连接,集成电路U2的输入端与振荡电路连接。
8.根据权利要求7所述无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于所述振荡电路包括晶振Y1,晶振Yl的一端与集成电路U2的输出端连接,晶振Yl的另一端与集成电路Ul 的输入端连接,集成电路Ul的输出端经电容Cl与集成电路U2的输入端连接构成振荡回路;集成电路Ul两端并联有电阻Rl,集成电路U2两端并联有电阻R2。
9.根据权利要求3所述无线供电的小型计算机外围装置,其特征在于所述电力接收单元(5)包括电力接收线圈L2,电力接收线圈L2的一端接地,电力接收线圈L2的另一端与二极管Dl的正极连接,二极管Dl的负极与集成电路U4的Vin端连接,集成电路U4的Vin 端与集成电路U4的EN端短路,集成电路U4的Vin端经线圈L3与集成电路U4的L端连接, 集成电路U4的Vin端与电解电容C2的正极连接,电解电容C2的负极接地;集成电路U4的 Vout端与集成电路U4的FB端短路后与电解电容C3正极连接,电解电容C3负极与集成电路U4的GND端连接并接地。
专利摘要本实用新型公开了基于无线供电的小型计算机外围装置。包括与计算机主机(1)电气连接的主机无线收发器(2)和设在一组外围装置内的设备端无线收发器;主机无线收发器(2)与一组设备端无线收发器无线连接。本实用新型使得计算机外围装置与计算机主机之间的通信及供电两者都做到了无线连接,解决了计算机外围装置(鼠标和键盘)的供电问题,避免了频繁更换电池和频繁充电的烦扰。也无须使用专用鼠标垫,无线连接的设备之间完全独立,携带方便。
文档编号G06F1/26GK202008629SQ20112000866
公开日2011年10月12日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者杨健 申请人:杨健

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