一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计与流程

1.本发明用于电器电子产品的无线周边设备的设计，具体地指一种在周边设备上不设置外能源电源而由主机无线供电的方法，方便使用，减少废弃电池的环境污染。本发明同时给出了一种运用此方法的专用芯片的顶层设计。


背景技术：

2.电器电子产品通常配有大量无线周边设备，比如无线遥控、无线键盘、无线鼠标等。他们共同的特点是与主机交互带宽较小，功耗相对不大，不需要使用蓄电池而使用一次性电池，其典型实现方法为2.4g、433m、866m等公共频段并使用较为简易的fsk等调制方式。 pc机、机顶盒等还通常将其接收端转接到usb。然而，电池的更换毕竟带给人们一定的不便，废旧电池也造成环境污染和回收成本。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种无线供电方法，让这些无线周边设备彻底摆脱对电池的依赖，实现本发明目的采用的技术方案是：在周边设备内，除原有之功能电路外，加装从无线网络频段采集能量的电路，采集的电能经转换成恰当的直流电源后供给原有之功能电路使用。 电能转换部分采用两级转换，先用简易的倍压整流电路提供一个足够高但不稳定的直流电源，然后由第二级进行升压。此升压电路具有寻找最大功率转换点的能力，原有之功能电路，则采用宽电压设计以适应转换后的供电，如有必要，在主机端内，采用标准的无线（802.11）网卡技术对外发射形成热点，专门设计的专用芯片，则将周边设备端的电源管理和原有功能部分集成在单一芯片上，以满足大批量低成本生产的要求，附图说明：图1为符合本发明一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计的周边设备原理图，图2 为原有电池供电的无线周边设备的典型框图，图3为符合本发明一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计的典型实现原理图，图4为符合本发明一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计的一种配套主机端接口部分框图 ，具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，如图1所示，本发明一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计的周边设备由能量采集模块、电源转换模块、主控模块、编解码/调制模块、无线收发模块等构成，图中a 为主控模块，
b为编解码/调制模块，c为无线收发模块，x为电源转换模块，y为能量采集模块，本发明无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计的周边设备的基本工作原理和模式是abc共同完成基本的周边功能，而x负责采集能量，y转换成abc可使用的电能，提供abc供电，如图2所示，在本发明之前，电池供电的无线周边设备，由电池、主控模块、编解码/调制模块、无线收发模块等构成，其与图1的差别在于，没有能量采集和电源转换模块，图中a为主控模块，b为编解码/调制模块，c为无线收发模块，z为电池，图3给出符合本发明无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计的典型实现原理图，包括芯片内和芯片外部分，图中a为能量采集谐振线圈，b，d为倍压整流电容，c，m为滤波电容，e为升压电感，x为倍压整流开关，y为升压开关，f为电源控制的主状态机，g为x，y两组开关的驱动，h为mppt控制电路，j为应用控制电路，k为按键开关，l为通讯收发谐振天线，n为可选用终生内置电容，p为通讯编解码电路，q为无线收发电路，r为参考电路，s为复位电路，图中虚线为芯片边界。f
‘
为f，j之间的通讯渠道，a将wifi波段的电能采集到后，由bxd组成的倍压整流电路产生直流电，并充入d，产生一个足以使s启动的电压值。s的存在保证d能充到一个足够的电量才启动其他电路。e，y，c，g组成开关升压电路并受主控模块f控制。h对转换前的不稳定电源进行采样，按预置的mppt算法计算出能达到最大输出功率的最佳转换条件，提供给f。r为f提供参考
电压，以保证输出结果符合需要，基本周边功能诸模块与普通周边设备类似，以无线键盘为实例，j为外设控制器，对按键k采样，产生上传电文，送往编码电路p再由无线收发电路q和收发天线l发出，来自主机的电文则反向经p解码下传，f与j之间建有通讯渠道，当能量采集端取电不足时，可以通过j向主机报告，主机可采取增大发射功率、增加发射波段等手段提高周边设备可采集的能量，图4为为符合本发明无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计的一种配套主机端接口部分框图，以usb无线端子为例说明如下：a为电源管理模块，为接口端子内各电路供电，b为usb硬件接口插头，c为usb通讯物理层电路，d为usb控制电路，e为端子主控mcu，f为wifimac层电路，g为wifi物理层电路，h为wifi物理层电路，g’为编解码电路，g’为2.4grf收发电路，这个端子同时充当2.4g
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usb转换和wifi网卡/热点的功能。如果从2.4g一端收到来自周边设备增加辐射能量的要求，mcue通过usb上传请求给usb主机，并下传配置指令给f，g，h，以提高功率、增加信道等不同方式保证周边设备能采集到足够的能量。


技术特征：
1.一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计，其特征在于，在周边设备内，除原有之功能电路外，加装从无线网络频段采集能量的电路，采集的电能经转换成恰当的直流电源后供给原有之功能电路使用。2.一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计，其特征在于：采用lc谐振电路采集能量，然后电能转换部分采用两级转换。3.一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计，其特征在于：先用简易的倍压整流电路提供一个足够高但不稳定的直流电源。4.一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计，其特征在于：第二级进行升压电路具有寻找最大功率转换点的能力。5.一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计，其特征在于：完成周边设备功能之电路，采用宽电压设计以适应转换后的供电，包括但不限于对主要元件的偏置条件自动配置，在主机端内，采用标准的无线（802.11）网卡技术对外发射形成热点 。6.一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计，其特征在于：专门设计的专用芯片，则将周边设备端的电源管理（一级倍压整流、最大功率点升压和周边设备的基本功能部分集成在单一芯片上。7.一种无电源无线周边设备供电方法和专用芯片设计，其特征在于：能量采集和转换的控制模块与基本功能的控制模块之间建有通讯渠道，当能量采集端取电不足时，可以通过j向主机报告， 主机可采取增大发射功率、增加发射波段等手段提高周边设备可采集的能量。

技术总结
本发明涉及一种电器电子无线周边设备的无线供电方法，在周边设备内，除原有之功能电路外，加装从无线网络频段采集能量的电路，采集的电能经转换成恰当的直流电源后供给原有之功能电路使用，不再需要电池。不再需要电池。不再需要电池。


技术研发人员：张飞武 李煜文 刘赛君
受保护的技术使用者：宁波同舟文化传媒有限公司
技术研发日：2021.08.18
技术公布日：2021/10/19