一种超声波供电系统的制作方法

本实用新型涉及电路设计技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种超声波供电系统。

背景技术：

现有的分离式通话手环，通常包括耳机端和手环端，耳机端在未使用的情况下可放置在手环端的特定位置上。

随着分离式通话手环的发展，耳机端的小型化成为一种趋势，现在耳机端的主要供电方式主要为传统的电池供电，但是，电池在耳机端占用空间较大。此外，还将影响耳机端的续航能力。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供一种手环端向耳机端无线供电的超声波供电系统。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种超声波供电系统，其特征在于，包括耳机端和手环端，所述手环端设置有电池和超声波发射模块，所述耳机端设置有超声波接收模块，所述超声波发射模块被设置为将所述电池提供的电池电压转换为超声波，并发射所述超声波；所述超声波接收模块被设置为将所述超声波转换为供电电压为所述耳机端供电。

可选的是，所述超声波发射模块包括升压电路、逆变电路和发射电路，所述升压电路被设置为对所述电池电压进行升压处理，得到第一电压；所述逆变电路被设置为对所述第一电压进行逆变处理，得到第一交流电压；所述发射电路被设置为将所述第一交流电压转换为所述超声波，并发射所述超声波。

可选的是，所述手环端还包括开关，所述电池电压经所述开关传送至所述超声波发射模块。

可选的是，所述手环端还包括控制模块和检测模块，所述检测模块被设置为检测所述耳机端是否工作，所述控制模块被设置为根据所述检测模块的检测结果控制所述开关的状态。

可选的是，所述开关由MOS管提供。

可选的是，所述检测模块由霍尔传感器提供。

可选的是，所述超声波接收模块包括接收电路、整流电路和降压电路，所述接收电路被设置为接收所述超声波，并将所述超声波转换为第二交流电压；所述整流电路被设置为对所述第二交流电压进行整流处理，得到直流的第二电压；所述降压电路被设置为对所述第二电压进行降压处理，得到所述供电电压。

可选的是，所述发射电路由第一压电陶瓷提供，所述接收电路由第二压电陶瓷提供。

可选的是，所述第一压电陶瓷和第二压电陶瓷的固有频率相同。

可选的是，所述耳机端还包括滤波电路，所述滤波电路被设置为对所述第二电压进行滤波处理，并将滤波处理后的第二电压传送至所述降压电路进行降压处理。

本实用新型的一个技术效果在于，本实用新型的超声波供电系统，手环端通过无线方式向耳机端供电，无需在耳机端设置电池，可以有效减小耳机端的体积，这样耳机端就实现了的小型化和轻量化。通过本实用新型的实施例，还可以提升耳机端的续航能力。此外，还可以提升用户体验。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为根据本实用新型一种超声波供电系统的一种实施结构的方框原理图；

图2为根据本实用新型一种超声波供电系统的另一种实施结构的方框原理图；

图3为图2中逆变电路的一种实施结构的电路原理图；

图4为图2中整流电路的一种实施结构的电路原理图；

图5为图2中滤波电路的一种实施结构的电路原理图。

附图标记说明：

100-手环端； 200-耳机端；

110-超声波发射模块； 210-超声波接收模块；

120-电池； 111-升压电路；

112-逆变电路； 113-发射电路；

211-接收电路； 212-整流电路；

213-滤波电路； 214-降压电路；

130-控制模块； 140-检测模块；

in1-第一电压输入端； out11-正相输出端；

out12-反相输出端； CTRL1-第一控制端；

CTRL2-第二控制端； in21-正相输入端；

in22-反相输入端； out2-第二电压输出端；

in3-第三电压输入端； out3-供电电压输出端。

GND-接地端； R1-电阻；

Q1、Q2-三极管； C1～C4-电容；

D1～D6-二极管； S1-开关。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决现有技术中存在的耳机端的主要供电方式主要为传统的电池供电，电池在耳机端占用空间较大的问题，提供了一种超声波供电系统，如图1所示。该超声波供电系统包括耳机端200和手环端100，手环端100设置有电池120和超声波发射模块110，耳机端200设置有超声波接收模块210，超声波发射模块110被设置为将电池120提供的电池电压转换为超声波发送至超声波接收模块210，超声波接收模块210被设置为将超声波转换为供电电压，该供电电压用于向耳机端200供电，以使耳机端200正常工作。

这样，本实用新型的超声波供电系统，手环端通过无线方式向耳机端供电，无需在耳机端设置电池，可以有效减小耳机端的体积，这样耳机端就实现了的小型化和轻量化。通过本实用新型的实施例，还可以提升耳机端的续航能力。此外，还可以提升用户体验。

图2为根据本实用新型一种超声波供电系统的另一种实施结构的方框原理图。

根据图2所示，超声波发射模块110可以包括升压电路111、逆变电路112和发射电路113，该升压电路111被设置为对电池电压进行升压处理，得到第一电压；逆变电路112被设置为对第一电压进行逆变处理，得到第一交流电压；发射电路113被设置为将第一交流电压转换为超声波，并发射该超声波。

升压电路111例如可以是由一升压芯片提供。

在本实用新型的一个具体实施例中，该逆变电路的电路原理图例如可以如图3所示。逆变电路112包括第一电容C1、第二电容C2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一控制端CTRL1、第二控制端CTRL2、第一电压输入端in1、用于输出第一交流信号的正相输出端out11和反相输出端out12。第一电容C1和第二电容C2串联连接在第一电压输入端in1和接地端GND之间；第一三极管Q1的集电极与第一电压输入端in1连接，第一三极管Q1的发射极与第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极与接地端GND连接，第一三极管Q1的基极与第一控制端CTRL1连接，第二三极管Q2的基极与第二控制端CTRL2连接；第一二极管D1连接在第一三极管Q1的集电极和发射极之间，第一二极管D1的阳极与发射极连接；第二二极管D2连接在第二三极管Q2的集电极和发射极之间，第二二极管D2的阳极与发射极连接；第一电容C1和第二电容C2之间电位点、及第一三极管Q1的发射极(即第二三极管的集电极)分别与正相输出端out11和反相输出端out12连接。第一三极管Q1和第二三极管Q2例如可以均为NPN三极管。

第一控制端CTRL1和第二控制端CTRL2例如可以是与手环端100内的控制芯片连接，由控制芯片输出用于控制第一三极管Q1的第一控制信号至第一控制端CTRL1，输出用于控制第二三极管Q2的第二控制信号至第二控制端CTRL2。该控制芯片例如可以是MCU、单片机等处理芯片。在一个周期内，第一控制信号和第二控制信号各有半周正偏，半周反偏，且互补。

通过逆变电路112，可以将第一电压输入端in1输入的第一电压逆变成交流电，即第一交流电压，并将第一交流电压提供至连接在正相输出端out11和反相输出端out12之间的发射电路113。

发射电路113将由正相输出端out11和反相输出端out12输入的第一交流电压转换为超声波，并将该超声波发射出去，以用于耳机端的超声波接收模块接收。

在本实用新型的另一个具体实施例中，手环端100还包括开关S1，电池电压经开关S1传送至超声波发射模块110。

这样，在开关S1为闭合状态时，电池电压可以传送至超声波发射模块110，以使超声波发射模块110可以将电池电压转换为超声波为耳机端200供电。在开关S1为断开状态时，电池电压无法传送至超声波发射模块110，那么，超声波发射模块110就无法向耳机端200供电。

进一步地，手环端100还可以包括控制模块130和检测模块140，检测模块140被设置为检测耳机端200是否工作，控制模块130被设置为根据检测模块140的检测结果控制开关的状态。控制模块130根据检测模块140的检测结果输出用于控制开关S1的控制信号至开关S1的控制端。其中开关S1可以是由MOS管提供。例如在开关S1为NOMS管的情况下，控制信号为高电平时，NMOS管导通；控制信号为低电平时，NMOS管断开。例如在开关S1为PMOS管的情况下，控制信号为高电平时，PMOS管断开；控制信号为低电平时，PMOS管导通。

由于耳机端200工作时需将耳机端200从手环端100中取出，因此，可以通过检测耳机端200是否从手环端100中取出来判断耳机端200是否工作。具体的，在耳机端从手环端100中取出时，说明耳机端200工作；在耳机端200放置在手环端100中时，说明耳机端200没有工作。

在此基础上，检测模块140例如可以是由霍尔传感器提供。当霍尔传感器检测到耳机端200放置在手环端100内时，例如可以输出高电平至控制模块130；当霍尔传感器检测到耳机端200从手环端100内拿出时，例如可以输出低电平至控制模块130。控制模块130接收到霍尔传感器发送的高电平信号时，将控制开关S1断开，以使手环端100停止向耳机端200供电；控制模块130接收到霍尔传感器发送的低电平信号时，将控制开关S1闭合，以使手环端100向耳机端200供电。

这样，通过本实用新型的实施例，手环端只在耳机端工作时向其供电，可以有效降低手环端电池的功耗。进而还可以延长手环端电池使用时间。

上述控制模块130可以是由处理器例如是MCU、单片机等芯片提供。

根据图2所示，超声波接收模块210还可以包括接收电路211、整流电路212和降压电路214，接收电路211被设置为接收超声波，并将超声波转换为第二交流电压；整流电路212被设置为对第二交流电压进行整流处理，得到直流的第二电压；降压电路214被设置为对第二电压进行降压处理，得到供电电压。

进一步地，由于经过整流得到的第二电压仍然是有“脉动”的直流电压，因此，为了减少波动，该超声波接收模块210还可以包括滤波电路213，该滤波电路213被设置为对第二电压进行滤波处理，得到第三电压，并将第三电压传送至降压电路214进行降压处理。此时，降压电路214将被设置为对第三电压进行降压处理，得到供电电压。

图4为根据本实用新型超声波供电系统中整流电路的一种实施结构的电路原理图。

整流电路212可以为四个二极管组成的桥式整流电路，包括第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第二电压输出端out2、及用于输入第二交流电压的正相输入端in21和反相输入端in22，第三二极管D3和第四二极管D4串联连接在第二电压输出端out2和接地端GND之间，第五二极管D5和第六二极管D6也串联连接在第二电压输出端out2和接地端GND之间，二极管的阳极与接地端GND连接；第三二极管D3和第四二极管D4之间的电位点与正相输入端in21连接，第五二极管D5和第六二极管D6之间的电位点与反相输入端in22连接。经过该整流电路，就可以将交流电压转换为直流电压，即将第二交流电压整流为直流的第二电压。

降压电路214可以是由一降压芯片提供。

滤波电路213例如可以是π型滤波网络，如图5所示，包括第三电容C3、第四电容C4和电阻R1，电阻R1连接在第二电压输出端out2和第三电压输入端in3之间，第三电容C3连接在第二电压输出端out2和接地端GND之间，第四电容C4连接在第三电压输入端in3和接地端GND之间。通过该滤波电路213，可以得到更加稳定、平滑的第三电压。

接收电路211连接在正相输入端in21和反相输入端in22之间，将接收的超声波转换为第二交流电压后传送至正相输入端in21和反相输入端in22。

在本实用新型的一个具体实施例中，发射电路113例如可以是由第一压电陶瓷提供，接收电路211可以是由第二压电陶瓷提供。压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料。第一压电陶瓷和第二压电陶瓷的固有频率需相同，以保证第一压电陶瓷和第二压电陶瓷能够共振。

利用压电陶瓷的逆压电效应，第一压电陶瓷可以将第一交流电压的电能转换成机械能，产生超声波。利用第一压电陶瓷和第二压电陶瓷的共振，使得超声波在第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间的传递。第二压电陶瓷接收到超声波后产生振动，利用压电陶瓷的正压电效应，将振动的机械能转换为电能，就可以将该超声波转换为第二交流电压。这就实现了电能的传输。

这样，得到的供电电压就可以向耳机端200的各个功能模块供电，以保证耳机端200的正常工作。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。