一种激光笔的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种激光笔，包括具有激光信号产生和发射的激光笔电路和为激光笔电路提供电源的电源电路，电源电路中使用超级电容代替目前的干电池或者可充电的其它蓄电池。本实用新型的激光笔中，由于采用了超级电容代替传统的电池，克服了目前的激光笔的不足，是一种寿命长，充电时间短的激光笔。
【专利说明】一种激光笔
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光笔领域，特别涉及一种采用超级电容为激光器以及控制电路提供电能的激光笔。
【背景技术】
[0002]激光笔也叫PPT翻页笔、电子教鞭、无线激光笔等名称，它除了具备传统激光笔的映射功能外，还可以通过简单地按动激光笔上的上、下翻页按钮，以无线方式直接远程遥控电脑或多媒体投影设备实现幻灯片的自由翻页和随意演示，很方便！是一种智能设备中普遍使用的输入装置。
[0003]传统的激光笔在使用时要用干电池或充电电池来供电，由于干电池的使用寿命短，因此使用者经常要为激光笔更换新电池，这样不仅麻烦而且使得激光笔的后期使用成本增加不少。除了使用干电池以外，也有部分激光笔使用充电电池，但是充电电池充电时间长，寿命短(仅几百个循环寿命)，有一定的安全隐患(会爆炸)，这些自身的限制因素使其在激光笔产品中并没有得到广泛的应用。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是为了克服目前激光笔采用可充电电池供电，充电时间长，电池寿命短的不足，公开一种采用超级电容储存电能为激光器以及控制电路供电的激光笔。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种激光笔，包括具有激光信号产生和发射的激光笔电路和为激光笔电路提供电源的电源电路；所述的电源电路采用超级电容C作为储能装置。
[0006]本实用新型的激光笔中，由于采用了超级电容代替传统的电池，克服了目前的激光笔的不足，是一种寿命长，充电时间短的激光笔。
[0007]本实用新型的优选方式是:电源电路包括超级电容C和稳压电路，所述的稳压电路输入的电源输入端接所述的超级电容C的阳极，产生所述的激光笔电路所述的稳压电源。稳压电路为一种DC/DC电路，包括稳压1C、电容C4、电容C9、电容ClO和电感LI ;所述的稳压IC的第6引脚接所述的超级电容C的阳极，第3引脚通过电容C9接地，第I引脚和第2引脚接地，第4引脚通过电感LI与超级电容C的阳极相连，电容C4连接在超级电容C的阳极与地之间，所述的稳压IC的第5引脚为稳压输出端接激光笔电路的供电输入端，电容ClO连接在稳压IC的第5引脚与地之间。还包括对所述的超级电容C进行充电的充电电路，所述的充电电路包括充电1C、电容CU、电容C6、电阻R13 ;所述的充电IC的第3引脚接充电电源，充电IC的第2引脚通过由电容CU、电容C6和电阻R13组成的滤波电路接所述的超级电容C的阳极，充电IC的第I引脚接超级电容C的阳极。还包括电压检测电路，所述的电压检测电路包括比较器、参考电压单元，所述的考电压单元与所述的超级电容器的正极分别与所述的比较器同相端和异相端相连，比较器的输出为电压检测电路的推出信号控制所述的充电电路。在充电电源与所述的充电IC的第3引脚之间还设置有开关管Q2，所述的开关管Q2由电压检测电路控制。在充电电源与所述的充电IC的第3引脚之间还设置有滤波电容C5，滤波电容C5 —端与充电IC的第3引脚相连，另一端接地。
[0008]本实用新型的激光笔的充电接口可以采用USB -A PLUG接口、Min1-USB或者Micro-USB内接口方式。
[0009]由于采用了快速恒流充电电路和检测电路保证对超级电容充电安全快速。
[0010]下面结合具体实施例对本实用新型作较为详细的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型激光笔电源原理框图。
[0012]图2为本实用新型激光笔稳压供电电路图。
[0013]图3为本实用新型激光笔超级电容充电电路图。
[0014]图4为本实用新型激光笔电压检测电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实施例是一种激光笔，该激光笔采用超级电容为激光笔电路供电，激光笔电路中具有激光产生电路和控制电路等，采用现有的利用干电池或者可充电电池供电时所使用的激光笔电路，这样的激光笔电路采用1.5V的输入电源，经过内部的DC/DC电路转换成激光产生和控制电路所需要的各种电源，因此，本实施例的超级电容为激光笔电路供电的电路也输出1.5V的稳压直流电源，如图2所示为本实施例的稳压电源电路，它是一种DC/DC电路，包括稳压ICU3、电容C4、电容C9、电容ClO和电感LI ;稳压IC的第6引脚也就是EN引脚接超级电容C的阳极，第3引脚为REF引脚通过电容C9接地，第I引脚和第2引脚接地，第4引脚是LX引脚，它通过电感LI与超级电容C的阳极相连，电容C4连接在超级电容C的阳极与地之间，稳压IC的第5引脚为稳压输出端OUT接激光笔电路的供电输入端，为激光笔电路提供1.5V的稳压电源，电容ClO连接在稳压IC的第5引脚与地之间。
[0016]对超级电容充电的充电电路如图3所示，包括充电1C、电容Cl 1、电容C6、电阻R13 ;充电I⑶4的第3引脚接充电电源，本实施例是通过USB接直流电源，是一个5V的电源，充电IC的第2引脚通过由电容CU、电容C6和电阻R13组成的滤波电路接所述的超级电容C的阳极，充电IC的第I引脚接超级电容C的阳极。由于超级电容的最高耐压一般只有2.3V，因此，本实施例中的快速恒流充电电路将USB输出的5V电压转换成2V左右的电压为超级电容C充电。
[0017]电压检测电路如图4所示，包括比较器U2、参考电压单元，参考电压单元与超级电容器C的阳极分别与比较器U2同相端(I号引脚)和异相端(3号引脚)相连，比较器U2的输出(4号引脚)在超级电容器C的阳极低于参考电压时，产生控制上述快速恒流充电电路对超级电容充电，当超级电容器C的阳极低于参考电压时使快速恒流充电电路断开，不再充电，这里参考电压可以调节到超级电容的最高耐压值，一般为2.3V。
[0018]参考电压单元中包括一个三端可调分流基准电源Ul，Ul与外围电路产生稳定的参考电压，该参考电压与超级电容C的正极电压进行比较，如果超级电容C的正极电压大则输出低电平，反之输出高电平，输出低电平时，控制开关Q2闭合，充电，输出高电平时，控制Q2断开，保护。
[0019]参考电压单元是以三端可调基准电源Ul为中心，从USB的5V电源线的电压通过电阻R3接三端可调基准电源Ul的阳极，三端可调基准电源Ul的阴极接地，电阻R7设置在三端可调基准电源Ul参考端与地之间，可调电阻R5设置在三端可调基准电源Ul参考端与阳极之间，在三端可调基准电源Ul的阴极和阳极之间并联电容Cl，在可调电阻R5与电容Cl的连接点上输出参考电压，根据调整可调电阻R5的大小，输出参考电压根据需要输出。
[0020]本实施例中，激光笔采用的充电接口采用USB -A PLUG接口、Min1-USB或者Micro-USB内接口方式隐蔽式设计，其中，USB -A PLUG接口可直接插在带USB母头接口的设备上，在很短时间内(10秒飞分钟)给激光笔充电；采用Min1-USB、Micro-USB等各种USB形式的，可直接使用数码产品(如手机、平板电脑等)的通用充电器进行充电，也可连接在带USB母头接口的设备上，以达到在很短时间内(10秒?5分钟)给激光笔充电。
[0021]本实施例提供一种电路能代替电池给激光笔供电，采用超级电容做为储能单元，利用电脑USB接口和快速充电技术，在极短时间内(10秒飞分钟)完成充电，保证激光笔正常工作。
[0022]I)采用大电流恒流充电，充电速度快，根据容量大小充电事件在10秒?5分钟可达到其额定容量的99%以上。
[0023]2)充电接口:
[0024]2.1采用USB - A PLUG,隐蔽式设计，可直接插在带USB母头接口的设备上，在很短时间内(10秒飞分钟)给激光笔充电，这样既方便又不耽误使用；
[0025]2.2采用Min1-USB、Micro-USB等各种USB形式的内接口方式，可直接使用数码产品(如手机、平板电脑等)的通用充电器进行充电，也可连接在带USB母头接口的设备上，以达到在很短时间内(10秒?5分钟)给激光笔充电；
[0026]3)具有电压检测功能，当充电电压达到设定的超级电容耐压值时自动切断充电电源，保护超级电容不损坏；
[0027]4)超级电容做为储能单元，其容量根据实际需要灵活可变；
[0028]5)激光笔的功能电路与现有电路相同，不做更改，这样可以兼容已售或在售的产品;
[0029]6)超级电容经特殊的稳压电路给激光笔电路供电，可以延长超级电容放电时间。
[0030]7)本专利的核心是免电池即没有传统意义上的干电池，充电电池和钮扣电池，采用超级电容供电。超级电容也叫黄金电容，是建立在德国物理学家Helmholz亥姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器，它是一种电化学元件，是通过极化电解质来储能，没有发生化学反应。
[0031]本实施例的激光笔与现有的激光笔相比，有以下显而易见的实质性的特点与优占-
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[0032]1.寿命长，重量轻，终身免维护。超级电容器的充放电过程是物理过程，不像充电电池是化学反应。因此它的循环寿命可达50万次。
[0033]2.充电速度快，因超级电容可以大电流(一般在20A至上千A)充电，使得此激光笔可在极短时间内充满电，用户不需要等待即可正常使用本产品。
[0034]3.使用超级电容，使本产品进行一次快速充电时间，即可满足全天正常使用的需要。
[0035]4.没有记忆效应，可随用随充，不影响容量。
[0036]5.安全可靠，就算过流过压短路也不会爆炸。
[0037]6.环保无污染，制造超级电容的所有材料都是环保的，不会污染环境。
[0038]目前，经对一款激光笔测试在1.5V电压供电时，激光笔在按键时的电流是6MA，没有按键时的电流是0.1MA，假设充满电要使用4小时，在这4小时内有2小时激光笔处于按键状态，2小时处于待机状态，在待机状态的电流加上自放电是0.3MA，则需要的电量是2X6+2X0.3=12.6MAH，超级电容可以充到2.6V放到IV，稳压电路的效率是90%。根据超级电容的电量公式:电量=容量CX电压V，算出C=35F，实际采用35F的超级电容。USB接口的输出电流一般是500MA，充电电路的转换效率最高能达到95%，实际充电电流可达到5X0.5X95%/2.6=0.91Α,以0.91Α电流给50F超级电容充电则需要约90秒。
[0039]电压检测采用普通的比较器(如AS331)，基准电压为2.6V(可以采用例如TLV431的电压源)，当超级电容的电压上升到2.6V时比较器输出低电平控制开关管Q2关断结束充电。
[0040]上面实施例1中，是在目前普遍使用的激光笔的基础上采用超级电容代替干电池而使用的电路，对激光笔的电路没有任何改变，如果对稳压电路进行改进，实现由超级电容输出的各种电压信号直接供激光笔电路中和各电路使用，这样，可以减少目前所使用的激光笔的电源电路。
【权利要求】
1.一种激光笔，包括具有激光信号产生和发射的激光笔电路和为激光笔电路提供电源的电源电路；其特征在于:所述的电源电路采用超级电容C作为储能装置。
2.根据权利要求1所述的激光笔，其特征在于:所述的电源电路中还包括稳压电路，所述的稳压电路的电源输入端接所述的超级电容C的阳极，产生所述的激光笔电路所述的稳压电源。
3.根据权利要求2所述的激光笔，其特征在于:所述的稳压电路为一种DC/DC电路，包括稳压1C、电容C4、电容C9、电容ClO和电感LI ； 所述的稳压IC的第6引脚接所述的超级电容C的阳极，第3引脚通过电容C9接地，第I引脚和第2引脚接地，第4引脚通过电感LI与超级电容C的阳极相连，电容C4连接在超级电容C的阳极与地之间，所述的稳压IC的第5引脚为稳压输出端接激光笔电路的供电输入端，电容ClO连接在稳压IC的第5引脚与地之间。
4.根据权利要求2所述的激光笔，其特征在于:还包括对所述的超级电容C进行充电的充电电路，所述的充电电路包括充电1C、电容(:11、电容06、电阻1?13 ； 所述的充电IC的第3引脚接充电电源，充电IC的第2引脚通过由电容CU、电容C6和电阻R13组成的滤波电路接所述的超级电容C的阳极，充电IC的第I引脚接超级电容C的阳极。
5.根据权利要求4所述的激光笔，其特征在于:还包括电压检测电路，所述的电压检测电路包括比较器、参考电压单元，所述的考电压单元与所述的超级电容器的正极分别与所述的比较器同相端和异相端相连，比较器的输出为电压检测电路的推出信号控制所述的充电电路。
6.根据权利要求5所述的激光笔，其特征在于:在充电电源与所述的充电IC的第3引脚之间还设置有开关管Q2，所述的开关管Q2由电压检测电路控制。
7.根据权利要求6所述的激光笔，其特征在于:在充电电源与所述的充电IC的第3引脚之间还设置有滤波电容C5，滤波电容C5 —端与充电IC的第3引脚相连，另一端接地。
8.根据权利要求4至7中任一所述的激光笔，其特征在于:所述的充电接口为USB-APLUG 接 口。
9.根据权利要求4至7中任一所述的激光笔，其特征在于:所述的充电接口为Min1-USB 或者 Micro-USB 内接口方式。
【文档编号】H02J7/00GK204087564SQ201420562775
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】胡慧英, 林土飞, 周茂奎 申请人:胡慧英, 林土飞, 周茂奎