CN204833161U - 利用超级电容实现太阳能充电和超高速充电的无线键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种利用超级电容实现太阳能充电和超高速充电的无线键盘，包括壳体，壳体内低功耗控制器，与该低功耗控制器通讯连接的按键阵列，还包括太阳能电池，该太阳能电池将采集的光能转换成电能后依次经限流限压电路、超级电容通入低功耗控制器，该低功耗控制器通过天线与主机进行通讯；一外部充电器与限流限压电路连接。本实用新型通过引入超级电容和柔性太阳能电池来实现遥控器的太阳能充电和超高速充电功能，使得未来的无线遥控器等设备的供电问题得到高效、环保的解决方案。

Description

利用超级电容实现太阳能充电和超高速充电的无线键盘

技术领域

本实用新型涉及一种利用超级电容实现太阳能充电和超高速充电的无线键盘。

背景技术

太阳能电池已经很成熟，成本也不高，在很多低功耗便携式设备中应用前景广泛。但目前在消费类电子产品中用的并不是很多。比如智能手表、遥控器、键盘等并没有大规模的使用太阳能电池。这是因为，太阳能能量密度比较低，所以小型太阳能电池的输出电压、电流非常小。而且随着光环境的变化，其电压、电流变化范围很大，而一般电子系统和电池都需要相对稳定的电流和电压才能正常工作。对于普通可充电的锂电池而言，充电电压一般也是需要恒定的电压和高于一定阀值的电流才能正常充电(该电流一般大于小型太阳能电池产生的电流)。为了恒定太阳能电池的输出电压和电流，其电路成本高于太阳能电池，系统的性价比很低。所以，目前很多便携式电子设备并没有普遍使用小型太阳能电池。

超级电容作为一种新兴的能量存储方式越来越多的收到人们的关注，其特点非常明显：环保、超高速充电、寿命长、免维护。目前连很多公共交通中的汽车也在使用超级电容作电能存储的介质。电容有一个非常好的特性，那就是在充电时没有阀值限制，无论电流多少都能直接充电，而且只要电压低于电容的耐压值，对于电压、电流的波动也没有限制。

目前市面上有不少以BLE(蓝牙低功耗版本的缩写)为通讯方式的无线键盘，采用了BLE的通讯方式同电脑、Pad甚至手机通讯，实现无线键盘输入的功能，但该无线键盘往往使用传统7号电池，而且使用时间也不是很长；电池电量耗尽需要更换电池；没有超高速充电功能。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提出一种利用超级电容实现太阳能充电和超高速充电的无线键盘，针对目前市场无线键盘存在的问题，通过引入超级电容和柔性太阳能电池来实现无线键盘的太阳能充电和超高速充电功能。

为实现上述目的，本实用新型可通过以下技术方案予以解决：

本实用新型的一种利用超级电容实现太阳能充电和超高速充电的无线键盘，包括壳体，壳体内低功耗控制器，与该低功耗控制器通讯连接的按键阵列，还包括太阳能电池，该太阳能电池将采集的光能转换成电能后依次经限流限压电路、超级电容通入所述低功耗控制器，该低功耗控制器通过天线与主机进行通讯；一外部充电器与所述限流限压电路连接。

本实用新型所述的无线键盘，所述超级电容通过一限流电路连接所述低功耗控制器。

本实用新型所述的无线键盘，所述外部充电器为输出电压大于等于5V，输出电流大于0.5A的充电器。

本实用新型所述的无线键盘，所述太阳能电池为柔性太阳能薄膜，其贴合在所述壳体表面。

本实用新型所述的无线键盘，所述超级电容耐压5V以上，容量大于1F。

由于采用以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型采用超级电容加太阳能电池的方案比现有单纯电池供电的无线键盘具有以下优势：

1.环保：超级电容寿命很长，几乎没有充电次数的限制，因此在产品生命周期中不用替换。电容本身也是环保材料制造，所以对于环境保护而言有巨大优势。

2.太阳能充电：太阳能对电池充电应用的瓶颈问题是涓流充电，通过用超级电容直接替代电池就直接解决了涓流充电的问题，而且大大降低了系统成本；由于采用太阳能充电，在正常室内光线的情况下，几乎不需要充电，即使因为天气或其他因素导致无法充电，也能用超高速充电来解决使用问题。

3.超高速充电：电容本身就具有超高速充电的特性，比如，1个1F的超级电容在2A电流、5V的情况下2.5秒就可以充满，4F的超级电容在相同充电电流和电压的情况下10秒就可以充满。使用普通直流电压大于等于5V，输出电流大于0.5A的充电器就能实现超高速充电，这对于用户体验是质的变化。

附图说明

图1为本实用新型结构框图

图2为本实用新型电路图

具体实施方式

下面根据附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型的利用超级电容实现太阳能充电和超高速充电的无线键盘，包括壳体，壳体内低功耗控制器8，与该低功耗控制器8通讯连接的按键阵列7，还包括太阳能电池1，其为柔性太阳能薄膜，其贴合在壳体表面，该太阳能电池1将采集的光能转换成电能后依次经限流限压电路2、超级电容4、限流电路5通入低功耗控制器8，该低功耗控制器8通过天线与主机进行通讯；一外部充电器与限流限压电路2连接。其中，超级电容耐压5V以上，容量大于1F。限流电路5是一组冗余的保护电路，其作用也是用来限制来自超级电容4的电压和电流，一般情况下可以省略。

本实用新型的实施方框图如图1、2所示。图中太阳能电池1，用来采集光能并转换成电流。由于光线环境变化很大，因此太阳能电池1输出的电压和电流变化也非常大，尤其是电压。在光线好的中午，其输出电压很可能超过系统的承受范围。因此需要限流限压电路来控制其电压，该功能可以抽象为图2中的稳压管D1。本实用新型可以用类似于手机充电器的外部充电器对超级电容4快速充电。由于外部充电器一般都自带限流、限压功能，所以从成本角度考虑，只需要增加图2中的限流电阻R1，而不需要额外的保护电路。外部充电器可以直接连接图2中左侧的Vin(+5V)。作为示例，图1中的8采用了目前比较主流的NX的QN902x系列超低功耗BLE单芯片。该芯片在保持和主机的无线连接状态下，平均电流可以达到20微安以下。所以，很适合采用太阳能电池加超级电容的方案。当然，目前市面主流的BLE超低功耗单芯片基本都能达到该水平，比如Atmel最新型的BLE超低功耗单芯片可以做到10微安以下。因此作为示例，并不局限于采用何种型号的单芯片。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (5)

1.一种利用超级电容实现太阳能充电和超高速充电的无线键盘，包括壳体，壳体内低功耗控制器，与该低功耗控制器通讯连接的按键阵列，其特征在于：还包括太阳能电池，该太阳能电池将采集的光能转换成电能后依次经限流限压电路、超级电容通入所述低功耗控制器，该低功耗控制器通过天线与主机进行通讯；一外部充电器与所述限流限压电路连接。

2.根据权利要求1所述的无线键盘，其特征在于：所述超级电容通过一限流电路连接所述低功耗控制器。

3.根据权利要求1所述的无线键盘，其特征在于：所述外部充电器为输出电压大于等于5V，输出电流大于0.5A的充电器。

4.根据权利要求1所述的无线键盘，其特征在于：所述太阳能电池为柔性太阳能薄膜，其贴合在所述壳体表面。

5.根据权利要求1所述的无线键盘，其特征在于：所述超级电容耐压5V以上，容量大于1F。